Biyoteknoloji nedir ve uygulama alanları

Konusu 'Biyoloji' forumundadır ve Nehir tarafından 3 Şubat 2013 başlatılmıştır.

  1. Biyoteknoloji nedir hakkında bilgi

    Biyoteknoloji; hücre ve doku biyolojisi kültürü, moleküler biyoloji, mikrobiyoloji, genetik, fizyoloji ve biyokimya gibi doğa bilimlerinin yanı sıra makina mühendisliği, elektrik-elektronik mühendisliği ve bilgisayar mühendisliği gibi mühendislik dallarından yararlanarak, DNA teknolojisiyle bitki, hayvan ve mikroorganizmaları geliştirmek, doğal olarak var olmayan veya ihtiyacımız kadar üretilemeyen yeni ve az bulunan maddeler (ürünleri) elde etmek için kullanılan teknolojilerin tümüdür.

    Biyoteknoloji, temel bilim buluşlarını kısa sürede yararlı ticari ürünlere dönüştürebilmesiyle bir anlamda kendi talebini de yaratabilir. Bu yönüyle de diğer teknolojilerden ayrılır. Örneğin sıcak su kaynaklarında yaşayan bakterilerin birinden elde edilen yüksek sıcaklığa dayanıklı bir enzim, günümüzde uygulama ve temel bilim çalışmalarının ayrılmaz bir parçası olan PCR’nin önemli bir girdisidir. Biyoteknoloji uygulamaları; mikrobiyoloji, biyokimya, moleküler biyoloji, hücre biyolojisi, immünoloji, protein mühendisliği, enzimoloji ve biyoproses teknolojileri gibi farklı alanları bünyesinde toplar. Bu nedenle de biyoteknoloji birçok bilimsel disiplinle karşılıklı ilişki içinde gelişir.

    Bitki, hayvan veya mikroorganizmaların tamamı ya da bir parçası kullanılarak yeni bir organizma (bitki, hayvan ya da mikroorganizma) elde etmek veya var olan bir organizmanın genetik yapısında arzu edilen yönde değişiklikler meydana getirmek amacı ile kullanılan yöntemlerin tamamına Biyoteknoloji denmektedir.

    Biyoteknoloji, insan, hayvan ve bitki hücrelerinin fonksiyonlarını anlamak ve değiştirmek amacıyla uygulanan çeşitli teknikleri ve işlemleri tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Canlıların iyileştirilmesi ya da endüstriyel kullanımına yönelik ürünler geliştirilmesini, modern teknolojinin doğa bilimlerine uygulanmasını kapsar.

    Biyoteknoloji Uygulamalarına Örnekler

    Organik atıkları parçalayıcı enzimlerin sentezini sağlayan gen, kirli sularda yaşayan mikroorganizmalara aktarıldığında su kirliliği ortadan kalkmıştır.
    Yoncaya aminoasit sentezine yardımcı olan bir gen aktarılarak protein değeri yükseltilmiştir.
    Ateş böceklerinin ışık saçmasını sağlayan enzimi kodlayan gen, tütün bitkisine aktarıldığında bu bitkilerin ışık saçtığı görülmüştür.
    AİDS virüsünün genleri farelere aktarılarak bu fareler AİDS araştırmalarında kullanılmıştır.
    Dil balığından alınan gen, somon balığına aktarılarak, somon balığının soğuk sularda yaşaması sağlanmıştır.
    Yapısında A vitamini bulunmayan beyaz pirince, bir bakteri ve nergis bitkisinden gen aktarılması ile pirincin A vitamini üretmesi sağlanmıştır.
    Sazan balığından alınan büyüme hormonu sentezinde görev yapan gen, alabalığa aktarılarak çok hızlı büyüyen ve normalden daha büyük alabalık elde edilmiştir.
    İnsandan alınan bir gen koyuna nakledildiğinde koyunun sütünden bir akciğer hastalığının tedavisinde kullanılan madde üretilmiştir.
    Kelebek larvalarını 48 saat içinde öldüren bir toksinin üretiminde görev yapan gen, bakteri plazmitine yerleştirilip kullanılırsa, kelebek larvalarına dirençli domates, tütün ve pamuk gibi bitkiler elde edilmiştir.
    Kutuplarda yaşayan bir tür balıktan alınan gen, domates ve çileğe aktarıldığında bu bitkilerin soğukta yetiştirilmesi sağlanmıştır.
    Plastik, tahta ve petrol ile beslenen mikroorganizmalardan yararlanılarak tanker kazalarında denize dökülen petrolü temizlenmesi sağlanmıştır.


    Uygulama Alanları Kısaca

    İnsan sağlığına yönelik olarak proteinlerin üretilmesi
    Bazı hormon, antikor, vitamin ve antibiyotik üretilmesi
    Çok zor şartlara sahip çevrelerde (sıcak, kurak,tuzlu…) yaşayan organizmaların enzimlerini ve biyomoleküllerini saflaştırarak bunların sanayide kullanılması
    Yeni sebze ve meyve üretimi
    İnsandaki zararlı genlerin elemine edilmesi
    Aşı, pestisit, tıbbi bitki üretimi.
    İnsanın zarar görmüş veya işlevini kaybetmiş organ ve dokularının değiştirilmesi için yapay organ ve doku üretimi

    İnsanlarda Uygulamaları

    Günümüzde biyoteknolojik metotlarda, ilaç veya diğer özel amaçlar için üretilen birçok protein bulunmaktadır. Bunların en önemlilerinden biri insülindir. Vücudun kan şekeri derişiminin düzenlenmesine yarayan insülin hormonu diyabet hastalarında üretilememektedir. Bu amaçla bilim adamları, 1920’li yıllarda domuz ve inek pankreasından izole edilen insülini diyabet hastalarına sunmuştur. Ancak, hayvan kaynaklı bu insülinin insanlarda uyuşmazlık yaratacağı şüphesi ve kullanılan hayvan popülasyonunun, artan diyabet hastası sayısını karşılayamayacak olması bilim adamlarını farklı alternatif arayışına yöneltmiştir. Herbert Boyer’in 1978’de California Üniversitesi’nde yaptığı çalışma ile insan insülin geninin sentetik versiyonu, zararlı etkisi ile bilinen Escherichia Coli bakterisine yerleştirilmiş ve saflaştırılarak insan insülini olarak diyabet hastalarında uygulanmaya başlanmıştır.

    Bir diğer uygulama gen terapisi olarak bilinen, bir hastalığın tedavisi için, DNA’nın hücre içinde başkalaştırılmasıdır. Bu uygulama ile kristik fibroz, kanser ve AIDS gibi hastalıklara tedavi geliştirilmektedir. Bunun dışında, biyoteknolojik bir test yöntemi olan PCR (polymerase chain reaction) ile AIDS, Chlamydia ve Lyme gibi enfeksiyonların varlığı hızlı ve güvenilir bir şekilde tespit edilebilmektedir.

    Biyoteknolojinin en bilindik uygulamalarından biri de DNA parmakizi tekniğidir. Kriminal araştırmalarda, olay yerinde elde edilen saç, vücut sıvısı veya deri örneği, şüpheli kişilerin DNA’sı ile karşılaştırılır. Aynı şekilde babalık testinde de, anne, çocuk ve babanın DNA’ları tespit edilir. Anne ve çocuğun eşleşen DNA’ları elimine edilerek, kalanlarla babanın DNA’sı karşılaştırılır.

    Kaynakça: American Chemical Society