Değişmekte olan dünyamızda her gün farklı bir olayla karşılaşıyoruz desek yanlış bir cümle olmayacaktır. Bu olaylara örnek olarak bizleri etkileyen hastalıklar ve bunlara karşı keşfettiğimiz, geliştirdiğimiz ilaçlar ve tıbbi yöntemler diyebiliriz. Biyoteknoloji alanında yapılan çalışmalar hızlı bir şekilde gelişmektedir. Çünkü temel bilimleri birbirinden ayırmıyor aksine onları birçok alanda birlikte kullanıyoruz. Canlı mikroorganizmaları ileri teknoloji yöntemleri ile inceleyebiliyor, nerede kullanıma uygun olup olmadığını bulabiliyoruz. Hatta bununla kalmıyor, doğada kendiliğinden bir araya gelmeyen DNA moleküllerini laboratuvar ortamında bir araya getirebiliyoruz. Nasıl mı? Rekombinant DNA teknolojisi ile.
Rekombinant DNA teknolojisinin kısa tanımı için; doğada kendiliğinden oluşmasını göremediğimiz farklı canlı türlerini oluşturan DNA moleküllerinin uygun koşullar sağlandığında laboratuvar ortamında bir araya getirilebilmesi diyebiliriz. Bu teknoloji sayesinde çok fazla sayıda protein ve hormon üretimi kolaylaşmıştır ve ciddi hastalıkların tedavisi için yeni aşılar geliştirebilmektedir. Rekombinant DNA teknolojisinden kullanılmak istenilen moleküller her canlıdan olabilmektedir. Örneğin, bir bitki DNA’sı bakteri DNA’sı ile birleştirilebilir ya da bir hayvan DNA’sı mantar DNA’sı ile birleştirilebilir.
1928 yılında Frederick Griffith zatürre hastalığına sebep olan bakterileri incelerken canlı hücrelerin diğer hücrelerden salınan genetik materyalleri aldığını keşfetmiştir. Bu sayede organizmalar arası yer değiştirerek yeni bir materyal meydana getirme olayına ‘genetik transformasyon’ adını vermiştir [1].
Adım Adım Rekombinant DNA Teknolojisi
Tasarlamak istenilen rekombinant DNA molekülü iki temel parçadan oluşmaktadır. Bunlar ilgili genin bulunduğu DNA molekülü ve konak hücrede bulunmasını sağlayan vektör plasmididir. Plasmidler hücrenin kromosomal DNA’sından ayrı olarak bulunan çift zincirli DNA molekülleridir. Bu moleküller birçok bakteri, maya ve ökaryotik canlılarda bulunmakta ve rekombinant DNA oluşturabilmek için vektör olarak kullanılmaktadırlar. Laboratuvar çalışmalarında genellikle bakteriyel plasmidler kullanılır ancak diğer canlılarda bulunan vektörleri de söyleyecek olursak; fajlar, kosmidler, bakteriyel yapay kromozomlar, maya yapay kromozomlar diyebiliriz. Bu vektörlerin ortak noktası her birinin hedeflenen DNA molekülünün bağlanabileceği çoklu gen klonlama bölgesi, replikasyon orijin bölgesi ve antibiyotik direnç geni bulundurmasıdır. Antibiyotik direnç geni kültür ortamında konakçı bakterilerin seçimi için kullanılır ancak diğer canlılarda seçilim yapılması için ‘seçilebilir belirteçler’ kullanılmaktadır. Çünkü antibiyotik direnç geni hücre seçilimini sadece bakteriler arasında yapmaktadır. Replikasyon orijin bölgesi DNA molekülü ile plasmidin bir araya gelebilmesi için gereken proteinleri bağlayan kısımdır. Çoklu gen klonlama bölgesinde DNA molekülünün plasmide bağlanabilmesi için gereken ligaz enzimleri ve gen bölgesinin kesimini sağlayan endonükleaz enzimleri görev yapmaktadır [2].
Şekil 1. Plasmid vektör haritası [2]
Gereken işlemler tamamlandıktan sonra artık vektörümüzü tasarlamış oluruz ve bu bizim artık rekombinant DNA’mız olmuştur. Rekombinant DNA hücreye verilmek için uygun bir haldedir. Molekülümüz bir hücreye kimyasal veya fiziksel yollarla verilebilmektedir. Uygun koşullarda bekletilen rekombinant DNA yavaş yavaş özelliklerini göstermeye başlar.
Şekil 2. Rekombinant DNA teknolojisinin temel basamakları [2]
Rekombinant DNA Teknolojisinin Kullanım Alanları
Şekil 3. Rekombinant DNA Teknolojisinin Geniş Uygulama Alanları [1]
Biyoteknolojinin ilk aşamalarında hücre içi ve hücreler arası bağlantılar ile ilgili araştırmalar etkili olmuştur. Bu yüzden Rekombinant DNA teknolojisi gelişmeye açık bir alandır. Daha çok özel protein ve hormonların mekanizmasını inceleyen bu alan artık yeni aşı geliştirerek birçok hastalığın (ailesel hiperkolesterolemi, orak hücre anemisi, talessemi, kistik fibroz, müsküler distrofi gibi) tedavisinde kullanılmaktadır. Tarım alanında daha fazla verim kazanmak için, enerji alanında daha az maliyetli malzemeler üretmek için, gıda sektöründe çeşitli katkı maddelerini azaltmak için kullanılmaktadır [3].
Kaynakça
FINDIK KIYAN , H., & YAYLIM, İ. (2020). Rekombinant DNA Teknolojisinin Tıpta Kullanımı; Moleküler Cerrahi. Moleküler Tıp, 67-74.
AKSOY, Z. B., & SOYDEMİR, E. Rekombinant DNA Teknolojisi ve Günümüzdeki Kullanımı. Güncel Gastroenteroloji, 14-18.
December 2017. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Dergisi 5(2):193-204 DOI: 10.24998/maeusabed.334198