BİYOTEKNOLOJİ VE TÜBİTAK
MİKROELEKTRONİKTEN SONRA İKİNCİ TEKNOLOJİK DEVRİM)
Biyoteknoloji, çeşitli ürünlerin mikroorganizmalar, mikrobiyal parçacıklar ve diğer biyolojik materyel-ler kullanarak endüstriyel işlem yoluyla sağlanması olarak tanımlanır. Biyoteknoloji, biyoloji, genetik, botanik, zooloji, fizyoloji, fizik, kimya, kimya mühendisliği, mekanik, elektronik mühendisliği, gıda mühendisliği gibi temel ve uygulamalı birçok bilim dalına dayanan interdisipliner bir teknolojidir.
Biyoteknoloji, tarım ve tıp başta olmak üzere uygulamalı biyolojinin tüm dallarını giderek artan düzeyde etkilemektedir. Biradan penisiline uzanan geniş bir uygulama alanına sahip fermantasyon işlemleri, su ve atıkların işlenmesi, gıda teknolojisinin bazı dalları ile biyo-tıptan petrolün geri kazanımma uzanan yeni buluşlar dizisi, biyoteknolojinin kapsamına girer. Aynı zamanda “Yeni Biyoloji” adı verilen ve hücre biyolojisi, genetik, enzimoloji ve rekombinant ONA gibi konuları içeren bilim dalına uygulama alanı sağlamaktadır.
Aşağıda, tipik bir biyoteknoloji işleminin akım şeması yer almaktadır.
• Tarım alanında çevreye olan olumsuz etkileri nedeniyle giderek sağlığımızı tehdit eden tarım ilaçları (pes* tisidler) yerine biyolojik mücadele (örneğin zararlı böcekleri kısırlaştırarak çoğalmalarını önlemek ve giderek nesillerinin tükenmesini sağlamak), genetik seleksi-yon sayesinde istenen türde ürün elde etmek, yeni tür oluşturmak ve bitkilerde büyüme hızını denetlemek.
• Sağlık alanında doğal kaynaklı ilaçlar elde etmek, kalıtsal hastalıkların genetik müdahale yoluyla önlenmesi, yapay organların geliştirilmesi,
• Kimya alanımda fermentasyondan, bitki organizmalarının ekstraksiyonundan ve hücre kültürlerinden kimyasal ürünler elde etmek, organik tepkimelerde mikroorganizmaların ve enzimlerin katalizör olarak kullanılması,
• Enerji ve doğal kaynaklar alanında biyomas üretimi, hidrokarbon, reçine vb. üreten bitkilerin yetiştirilmeli, organik atıklardan biyogaz üretimi, mikroorganizmalarla düşük kaliteli cevherlerden değerli minerallerin özütlenmesi,
• Çevre alanında kentsel, sanayi ve tarımsal atıklarım ı saflaştırılması, kentsel katı atıklardan organik gübre
ürfftimi.
Biyoteknoloji, yukarıda sıralanan ve halihazırda uy-lanımakta olan işlemlerden başka, Özellikle genetik ıhondisliği dalında büyük potansiyel vaadetmekte-—. Canlıların tüm özelliklerini tayin eden DNA’nın isteğe göre yapısını değiştirme işlemini kapsayan genetik mühendisliği, “Rekombinant DNA” adı verilen bu işlerin sonucu, istenen türde yeni bir hücre elde etme olanağı vermektedir. Örneğin, petrol gibi önemli bir madde yapabilen, ama kolayca çoğalamoyan bir hücre, kolaylıkla gelişen bir hücre ile birleştirilerek istenen ürpnij hızla ¡mal eden yeni bir hücre oluşturmak mümkünci [îr.
Birkaç çarpıcı örnek daha verelim:
★ Petrol gibi fiyatı sürekli artan bir hammaddeyi kullanarak azotlu gübre yapılacak yerde “azot tespit ederi” (azot fiksasyonu yapan) genlerin mikroorganizmalardan alınarak bitkilere aktarılması ve boylece, gübreye gereksinim olmadan bitkilerin azot ihtiyaçlarını kendilerinin karşılamasını sağlamak,
* Genetik mühendisliği ve hücre teknolojisinden yarar1 cnarak daha iyi ürün veren, hastalıklara dayanıklı ve a ‘itli çevre koşullarına uyabilen bitki türleri geliştirme
İlde edilmesi güç olan insan hormon ve proteinlerim | Srneğin insülin, interferon) hormonun genin«, süratle çoğalabilen bir bakteriye aktararak hormonu ba d s riye imal ettirmek suretiyle bol miktarda elde etmek,
İr Petrolü, mikroorganizmalar yoluyla proteine dönüştürerek, çözücüler, yağ yayıcılar, kozmetikler gibi ürünleri daha az enerji harcayarak elde etmek,
■fer Mikroorganizmalar yoluyla güneş enerjisinden yararlanarak yakıt imal etmek; örneğin odun gibi bir bi^o Kütleyi mikroorganizmalar yardımıyla metan ve allı il ûrü hidrokarbonlara dönüştürmek.
İti foteknolojinin en önemli hammdddesini bakteriler ollııışvurur. Bakterilerin aşağıda sıralanan özellikleri,’bi-yol’i’li’rtolopnin, gelişmeye son derece müsait bir teknoloji sfalı olmasının nedenlerini açıkça göstermektedir.
M 5-3 mikrometre çapında olup gözle görülmezler i ı rıklaşık her 20 dakikada bir bölünerek çoğalırlar ibnelik müdahale yoluyla istenen ürünü yı
Tipik bir blyotokno!o|l İşleminin <jtkım şeması
Gaz Girişi
«in UackMeri,
W I
Bel
Bakteri Kütlesi Sıcaklık Kontrolü
Karışım Ürün, yan ürttnler ve kullanılmamış hammaddeler
Gaz Çıkışı
Fermantasyon Ünitesi
Saf Mayalanabilen Madde
Analitik Aynım
randımanla vermeleri sağlanabilir
– Sürekli sentez amacıyla belli bir yere, örneğin cam, plastik gibi eylemsiz (inert) yüzeylere bağlanabilir ya da ¡el içine hapsedilebilirler.
Biyoteknolojiye dayalı sanayilerin dünyaya daha dengeli bir yapı kazandıracağı kuvvetle beklenmektedir. örneğin düşük değerli sellülöz ve diğer atıklar, yüksek değerli katışık! ürünlere temel Oluşturabilecek ve halihazırda mevcut olan tarımsal işlemler, genetik müdahale ve seleksîyonlo geliştirilecek ve verimi yükseltilecek, nitrat ve foşpat gübrelerinin yoğun kullanımı azaltacak ve böylece günümüzün stratejik kısıtlamaları gittikçe azalacaktır. Yirminci yüzyılın eri büyük endüstriyel devrimi sayılan ve yarı-iletkenler filiğine dayanan mikroelektronik teknolojisinden sonra önümüzdeki 20-30 yılda vuku bulması büyük olasılıklp beklenen teknolojik devrim, biyolojiye dayalı biyotefpnolpji devrimi-dir.
BİYOTEKNOLOil VE TÜBİTAK |
Milletimizin refahını artırmak ve gellİşmiş ülkelerin düzeyine çıkartabilmek için biyoteknoloji gibi yeni başlamakta olan teknolojik gelişmeleri iyi izlemek ve önümüzdeki yıllarda uluslararası endüstriyeli ekonomik yarış için iyi ve zamanlı “start” yapmak lazımdır.
Biyoteknolojiye ülkemizde de gerekli önemin verilmesi ve Türkiye’de uyg ulanmasına başlanması amacıyla TÜBİTAK bünyesince bir Biyoteknoloji İhtisas Komitesi kurulmuştur. Komite, ülkemizde biyoteknoloji alanında yapılması gereken otılımları belirleyecek ve özellikle araştırma konularını ve önceliklerini tespit edecektir.
Bu doğrultuda çalışmalarına başlayan ihtisas komitesi ilk aşamada üzerinde durulması gereken noktanın eğitim ve insan gücü kullanımı olduğuna karar vermiş, ve bu amaçla üniversitelerde biyoteknoloji alanında yüksek lisans ve doktora düzeyinde eğiti|m programları oluşturulmasını, TÜBİTAK’ın biyoteknolojiye yönelik adaylara da burs $a||larnak konusunda öncelik tanıması ve biyoteknoloj i konusunda uzmanlaşmış elemanları bir araştırma merkezinde toplamayı önermiştir. i
Komite, daha sonra, ülkemizde yapılacak biyotı lojik araştırmaların önceliklerini saptamış ve aşaf sıralamayı yapmıştır*.
1. Tanm
a) Tanm artıklarının değerlendirilmesi
b) Yeni tahıl türlerinin eldesi
c) Azot fiksasyonu
d) Tarımsal hastalıklarla biyolojik mücadele
2. Enerji
a) Biyogaz üretimine ağırlık verilmesi
b) Bitki hücre kültürü aracılığıyla ormanlc daha yüksek biyo-kütle eldesi
3. Sağlık
a) İlaç hammaddesi eldesi
b) Enzim-immJb sisfem kitlelerinin üretimi
c) Gen mühendisliği ve hibridoma tekniği ıl Normon ve enzim üretimi
4. Endüstri
a) Rekombinat DNA yöntemiyle antibiyotik \ ganik asit üretiminin geliştirilmesi
b) Melastan alkol üretimini artırmak üzere ı susu geliştirilmesi.
c) Sularda endüstri’kökenli kirlenmeyi önl üzere uygun mikroorganizma seçimi
Ayrıca biyoteknoloji alanında insan gücü ile’ lacak iş arasındaki koordinasyonun sağlanmoı nusunaa komite, biyokimya mühendisfiûi, biy kimya mühendisliğe tarım ve genetik bııim da nın temsil edileceği bir Ulusal Biyoloji Araşl Merkezinin kurulmasını önermiştir.
Bunun üzerine hiç zaman kaybetmeden TÜBI böyle bir merkezin nüvesini kendi Temel Bilimler tırma Enstitüsü içinde oluşturmaya başlamış ve biy noloji alanında çeşitli burs programlarının oluştun sına karar vermiştir.
Böylelikle biyoteknoloji, TÜBİTAK’ın önderliâinı kemizde de gereken önemi kazanacak ve gerekli i sel ve kurumsal atılımlar bir program çercevesind pılacak ülkemizin bu çok önemli ve hızla gelişr olan teknoloji dalından her alanda yararlanman lanacaktır.