Genetik Mühendisliği ve Biyoteknoloji
Genetik Mühendisliği genin izolasyon, çoğaltılması (klonlama), aktarılması, nükleotit dizisinin belirlenmesi çalışma alanıdır. Biyoteknoloji Canlı organizmaları kullanarak doğal yada yapay yolla istenilen özellikte ürün elde edilmesi. Örnek: İnsanda insülin üreten geni izole edip bakterilere aktarıp rekombinant DNA (rDNA)'lı organizmalar elde ve çoğaltısı.
Biyoteknoloji klasik ve modern olarak ikiye ayrılır.
-Klasik biyoteknoloji örneği olarak sütten yoğurt, peynir ve kefir eldesi (bakteri yoluyla laktik asit fermantasyonu), hamurun mayalanması (mantar yoluyla etil alkol fermantasyonu), bira, şarap, sirke eldesi verilebilir.
-Modern biyoteknoloji ise organizmaların gen aktarımıyla modifiyesiyle gerçekleşir. Örnek olarak çeşitli hormon, vitamin ve antibiyotiklerin, enzimlerle meyve suyu, pıhtı çözücü ilaçların, kuraklığa, tuzluluğa dayanıklı bitki üretimi gösterilebilir.
Biyoteknoloji Çalışma Alanları
Genomik: Bir türün genomları üzerinde çalışan ve türler arası enomların karşılaştırılmasını yapar.
Proteomik: Bir türdeki genomun kullandığı tüm proteinlerin kapsamlı incelenmesi.
Biyoinformatik: Biyolojik bulguların matematiksel modelleme ve bilgisayar teknolojileriyle birleşimini yapar.
Not: Geleneksel ıslah çalışmalarıyla farklı özelliklere sahip canlılar eşleştirilerek istenilen özellikte bitki ve hayvan üretimi yapılmıştır. Geleneksel ıslah yöntemlerinin yetersizlikleri genetik mühendisliğin kullandığı modern ıslah yöntemleriyle aşılmıştır.
Modern Islah Yöntemleri
Bunlar tür içi ve türler arası melezleme, yapay döllenme, poliploidi, gen aktarımı ve klonlamadır.
Melezleme
Farklı genotiplere sahip bireylerin çaprazlanmasıyla istenilen özelliklerin yavru bireylere aktarılmasıdır. Örnek: Et verimi düşük süt verimi yüksek sığırlar ile et verimi yüksek sığırları çiftleştirip et ve süt verimi yüksek sığır eldesi.
Yapay Döllenme
İstenilen özelliklere sahip sperm ve yumurtanın yapay olarak birleştirilmesi. Tüp bebek örnektir.
Poliploid
Hücredeki kromozom sayısının 3n veya fazlası olmasıdır. Bitkilerde yaygın, hayvanlarda nadir görünülür.
Gen Aktarımı
Genetik mühendisliği çalışmalarıyla farklı bir türden gen aktararak hedeflenen özellikleri değiştirilmiş canlılara GDO veya transgenik denir.
Model Organizma
Deneysel çalışmalarda kullanılan, türün belirgin özelliklerini taşıyan canlıdır.
-Kısa yaşam döngüsü
-Labaratuvar ortamında yetişmesi
-Ekonomik koşullarının uygun olması
-Genom haritasının çıkarılmış olması
model organizmada aranan özelliklerdir.
Gen Klonlama - Bakteriler
-Plazmit bakteriden ayrıştırılır
-Klonlanacak geni taşıyan DNA parçası ve plazmit enzimle kesilir
-Kesilen plazmit ve klonlanacak genin uçları birbirini tamamlayan nükleotitlerden oluşur. Bu nükleotitler DNA Ligaz enzimi ile birleştirilir
-Oluşan rekombinant DNA (rDNA) bakteri hücresine aktarılır.
-Bakteri kültür ortamında çoğaltılırken plazmite aktarılmış gen klonlanmış ve yeni hücrelere aktarılmış olur.
Gen Klonlama - Hayvanlar
Dolly üstteki koyununa ait çekirdek DNA'sını taşır. Kalıtsal bilgiler aynıdır. Dolly'nin mitokondri DNA'sı alttaki koyunla aynıdır. Dolly'nin taşıyıcı koyunla hiçbir kalıtsal benzerliği yoktur.
Kök hücre kendisini yenileyebilen, sınırsız bölünebilen, bir yada daha fazla farklı hücrelere dönüşebilen farklılaşmamış hücredir. Farklılaşma yeteneği fazla olandan az olana doğru -> Embriyonik kök hücreler - Fetüs kök hücreleri.