Biyoteknoloji
Tüm canlılar DNA’larından kaynak alan, kendilerine özgü kalıtsal materyale sahiptir. Bu maddelerin özel yöntemlerle değiştirilmesini ve yeni işlevler kazanmalarını sağlayan bilim dalına genetik mühendisliği denir.
Canlıların sahip olduğu özelliklerin, insanlığın ve diğer canlıların yararına olacak yeni ürünler elde edilmesine biyoteknoloji denir.
- Genetik mühendisliği çalışmaları sonucu elde edilen bilgiler, biyoteknolojik çalışmalarda kullanılarak insanlığın ve diğer canlıların karşılaştığı sorunlara çözümler üretilmesi sağlanır.
- Genetik mühendisliği çalışmaları araç, biyoteknolojik çalışmalar ise amaçtır.
- Biyoteknoloji uygulamaları, gerçekleştirilme şekli ve kullanılan tekniklere göre ikiye ayrılır.
1- Klasik biyoteknoloji
Klasik biyoteknoloji, geleneksel yöntemlerle yapılan uygulamaları kapsar. Sirke, hamur, yoğurt üretimi klasik biyoteknoloji uygulamalarıdır.
2- Modern biyoteknoloji
Modern biyotenoloji, bilimsel yöntemler kullanılarak yapılan biyoteknolojik çalışmalardır. Daha verimli, daha dayanıklı bitkisel ve hayvansal ürünler elde etmek modern biyoteknolojik uygulamalar ile mümkündür. Modern biyoteknoloji çalışmalarının en önemli tetikleyicisi artan insan nüfusudur.
Modern biyoteknoloji uygulamaları
Poliploidi
Canlıların vücut hücrelerinde genel olarak iki kromozom takımı (Diploit) ye alır. Örneğin insan 2n = 46 kromozomludur. Özellikle bitkiler üzerinde yapılan çalışmalar sonucu iki kromozom takımından daha fazla kromozom takımı (3n, 4n) taşıyan hücre yapısına sahip canlılar elde edilir.
- Poliploidi uygulamaları sonucu daha büyük, daha dayanıklı, kısa sürede yetişebilen sebze ve meyveler üretilir.
Melezleme
Farklı kalıtsal yapıya sahip canlı türlerinin aralarında üremelerini sağlayarak her iki türün özelliklerine sahip olan yeni bir canlı elde edilmesine melezleme denir. Melezleme uygulamaları aynı veya farklı türler arasında gerçekleştirilir.
- Bol süt veren bir sığır türü ile et verimi yüksek olan başka bir sığır türünün melezlenmesi sonucu süt ve et verimi yüksek yeni bir sığır türü elde edilir.
Yapay (suni) döllenme ve ıslah çalışmaları (2019 AYT)
Laboratuvar ortamında, istenen özelliklere sahip türlerden alınan üreme hücrelerinin döllendirilmesi ile verimi yüksek canlıların elde edilmesine yapay (Suni) döllenme denir.
Rekombinant DNA
Bir DNA molekülüne dışarıdan müdahale edilerek yeni genlerin eklenmesi sonucu nükleotit dizilimi değiştirilmiş DNA’lara rekombinant (Yeni bileşenli) DNA denir.
- Bir canlının genetik yapısına müdahale edilmesi veya başka bir canlı türünden gen aktarılması yöntemine gen teknolojisi denir.
- Gen teknolojisi yöntemleri ile kalıtsal yapısında değişiklik yapılmış canlılara genetiği değiştirilmiş organizma (GDO) veya transgenik organizma denir (2018 AYT).
Model organizma
Gen mühendisliği ve biyoteknoloji alanlarında kullanılmaya uygun canlı türlerine model organizma denir. İnsanlarda karşılaşılan hastalıkların tedavisine yönelik araştırmalarda uygulanacak yöntemlerin risklerinin ve etik açıdan sakıncalarının olduğu göz önüne alınarak, bu uygulamaların öncelikle farklı canlı türlerinde yapılması kabul gören bir uygulama olarak ön plana çıkmaktadır.
Model organizma türleri
1- Genetik model organizma: Genetik analiz için kullanılır.
2- Deneysel model organizma: Gelişim biyolojisinde kullanılır.
3- Genomik model organizma: İnsan genlerine benzer genlere sahip organizma.
Model organizma tercihinde dikkate alınan ölçütler
- Kısa yaşam döngüsüne sahip, hızlı çoğalan canlı türleri.
- Uygun yaşam şartlarının laboratuvar ortamında sağlanabilecek canlı türleri.
- Gen yapısında kolaylıkla değişiklik yapılabilecek canlı türleri.
- Yetiştirme maliyeti düşük, kolay çoğalabilen canlı türleri.
- Genom (Canlının sahip olduğu genlerin tümü) büyüklüğü az olan ve bu açıdan özellikleri kolayca ortaya çıkarılabilecek canlı türleri.
- Gen mühendisliği çalışmalarında avantaj sağlaması bakımından, gen haritası belirlenmiş canlı türleri, model organizma olarak kullanıma en uygun canlı türleridir.
Klonlama yöntemleri
a- Gen klonlama (2023 AYT)
Klonlama, kopyalama anlamına da gelir. Bir canlının sahip olduğu genler özel yöntemlerle çoğaltılabilir. Bir hücrenin sahip olduğu tüm genlerin kopyalanması sonucu elde edilen yeni hücreye klon denir.
Gen klonlama yöntemi ile elde edilmek istenen gen, daha kısa sürede ve daha fazla sayıda çoğaltılabilir.
Bakterilerin plazmit adını alan halkasal DNA’larının dışını saran bir protein kılıf olmadığından, gen klonlama çalışmaları daha çok bakteriler kullanılarak yapılmaktadır.
Gen klonlama süreci şu şekilde işlemektedir;
- Vektör canlı ile geni klonlanacak canlının DNA’ları ayrıştırılarak saf olarak elde edilir.
- Her iki DNA, ilgili bölgelerinden restriksiyon enzimi tarafından kesilir.
- Kesme işlemi sonucu elde edilen gen plazmit DNA’ya DNA ligaz enzimi yardımı ile birleştirilir.
- Klonlanmak istenen gen eklenmiş plazmit DNA (Rekombinant DNA) tekrar bakteri hücresine yerleştirilir.
- Rekombinant DNA’ya sahip bakteriler çoğaldığında, klonlanmak istenen gen de çoğaltılmış olur.
- Rekombinant DNA teknolojisi, tarım ve hayvancılıkta verimliliği arttırmak, zor şartlara dayanıklı ürünler elde etmek, besin değeri yüksek gıda elde etmek, tedavisi zor olan hastalıklar için gerekli olan iyileştirici ürünleri üretmek için kullanılır.
b- Canlı klonlama
Gen düzeyinde klonlama yapıldığı gibi, canlı düzeyinde de klonlama yapılır.
Bu yönteme göre;
1- Klonlanmak istenen canlının vücut (Somatik) hücresinden çekirdeği alınır.
2- Aynı türün dişi bireyinin, çekirdeği çıkarılmış olan yumurta hücresi alınır.
3- Alınan çekirdek yumurta hücresine yerleştirilir.
4- Oluşturulan bu yeni hücre, aynı türden farklı bir dişi bireyin döl yatağına (Uterus) yerleştirilir.
5- Döl yatağında gelişimini tamamlayan bireyin doğumu gerçekleşir.
6- Doğumu gerçekleşen yeni birey gelişir ve genetik açıdan, vücut hücresinden çekirdeği çıkarılan bireyin kopyası oluşturulmuş olur.
- Bu uygulamada üç farklı birey rol almaktadır. Vücut hücresinden çekirdeği alınan birey, çekirdeği çıkarılmış yumurta hücresi kullanılan birey ve döl yatağına hücre yerleştirilen birey.
Gen mühendisliği ve biyoteknolojinin insanlığa olan katkıları
Gen mühendisliği ve biyoteknolojinin insanlığa en büyük katkısı sağlık alanında olmaktadır. Aşı, hormon, serum, antibiyotik, enzim üretimi ile insan sağlığını ve varlığını tehdit eden, bakteri veya virüs kaynaklı hastalıklara karşı tedavi yöntemleri geliştirilmektedir.
- Bu alandaki gelişmeler, günümüzde yaygın olarak görülen ve ölümcül olabilen kanser hastalığının tedavisi için umut olmaktadır. Özellikle vücudumuzda hastalıklara karşı üretilen interferon moleküllerinin üretimini ve etkisini arttırmaya yönelik çalışmalar yapılmaktadır.
DNA parmak izi yöntemi
DNA yapısındaki 3 milyara yakın nükleotitin büyük bir bölümü anlamlı bir şekilde dizilerek protein sentezine şifre veren genler meydana gelmiştir. Bu nükleotitlerin bir bölümü ise anlamsız bir dizilim göstermektedir. Nükleotit dizilimleri anlamsız da olsa bu bölgeler kişiden kişiye değişkenlik göstermektedir.
- DNA üzerindeki anlamsız nükleotit dizilerinin özel bir jel içerisinde meydana getirdikleri bantlı yapılara DNA parmak izi denir.
- Hiçbir iki insanın DNA parmak izi aynı değildir (Tek yumurta ikizleri hariç), Bu sayede bu yöntem adli vakaların çözümünde kullanılır. Olay yerinden alınan kıl, deri, tükürük, sperm örneklerinin DNA analizleri yapılarak suçluların tespiti mümkün olmaktadır.
DNA parmak izi yöntemi uygulaması
- Elde edilen DNA, restriksiyon enzimi ile kesilir.
- Birbirini tekrar eden anlamsız nükleotit dizileri PCR (Polimeraz zincir reaksiyonu) yöntemi ile çoğaltılır.
- Çoğaltılan anlamsız nükleotit zincirleri özel bir jelin içerisine yerleştirilir. Bu jel örneklerine elektroforez yöntemi uygulaması yapılır.
- Jel içerisindeki nükleotit parçalarının farklı büyüklüklerde olacak şekilde birbirlerinden ayrılmaları sağlanır.
- Ayrılma sonucu ortaya çıkan bantlaşma görünümü hiçbir iki insanda aynı olamayacağından bu veriye DNA parmak izi denir.
Kök hücre uygulamaları
Canlının sahip olduğu DNA’larda yer alan tüm genlerin aktifleştirilerek istenen özelliğin ortaya çıkarılabildiği, gerekli şartlar sağlandığında sürekli bölünebilme yeteneği olan hücrelere kök hücre denir. Elde edildiği doku, organ ve yapıya göre üç tip kök hücre vardır.
1- Embriyonik kök hücre
Embriyonik kök hücre, kendini yenileyebilme ve farklı doku hücrelerine dönüşebilme yeteneği en fazla olan kök hücre türüdür. Embriyonik gelişimin blastula evresindeki her bir hücre, embriyonik kök hücre amacı için kullanılabilir. Embriyonik kök hücreler sayesinde hasar görmüş doku ve organların onarımı sağlanır.
2- Göbek kordonu kök hücresi
Göbek kordonu kök hücresi, doğum sonrası, bebek ile plasenta arasındaki göbek kordonundan elde edilir. Uygun koşullar altında dondurularak saklanan bu kök hücreler, gerekmesi durumunda vücutta meydana gelecek hasarların tedavisinde kullanılır.
3- Yetişkin birey kök hücresi
Yetişkin kök hücresi farklı dokulara dönüşme yeteneği en az olan kök hücre tipidir. Yetişkin kök hücresi deri, kemik iliği ve yağ dokudan elde edilir.
- Yaralanan veya kaza sonucu meydana gelen doku ve organ kaybının giderilebilmesi için bağış yapan kişilerden alınan doku veya organlar ihtiyaç duyan kişilere nakledilebilse de doku uyuşmazlığı sorunları bu uygulamaların başarı oranını düşürmektedir. Yaşanılan bu zorluklardan dolayı doku ve organ nakline alternatif olarak yapay doku veya organ üretimi teknolojileri son yıllarda ön plana çıkmıştır.
- Yapay doku veya organ üretimi yöntemi doku ve organ uyuşmazlığı sorununu ortadan kaldırmaktadır. Buna karşılık bu yöntem ile elde edilen doku veya organın işlevsel olarak görevini beklenen düzeyde yerine getirememesi bu yöntemin önemli sorunlarındandır.
Gen terapi
Bireyin DNA’sında yer alan genlerde, yapısal veya işlevsel olarak görülecek bozuklukların düzeltilmesini sağlayan uygulamalara gen terapi denir. Bu uygulamaların sonuç verebilmesi için sorunlu genlere embriyo aşamasının ilk dönemlerinde müdahale edilmelidir. Önceden tespit edilen gen bozuklukları daha embriyo aşamasında düzeltilerek kişinin hayatı boyunca yaşayabileceği rahatsızlıkların önüne geçilmiş olur.
Genetik danışmanlık
Bireylerde görülecek kalıtsal hastalıkların tespiti, olası sonuçları ve mümkünse tedavileri hakkında bilgilendirme yapılması hizmetlerine genetik danışmanlık denir.
İnsan genom projesi
Bir canlının DNA’larındaki genlerin tamamına genom denir. Genomu oluşturan nükleotitlerin baz dizilişlerini tespit etmek amacı ile yapılan çalışmalara genom projesi denir.
- İnsan genom projesi çalışmaları 1990 – 2003 yılları arasında yapılmıştır. Bu proje sonucu elde edilen bilgiler kullanılarak, tedavisi mümkün olmayan hastalıkların tedavi edilebilmesi için yeni yöntemler geliştirilmiştir.
- Bu çalışmaların on üç yıl gibi uzun bir zaman diliminde tamamlanabilmesinin sebebi, insan genomunda 25 – 30 bin gen ve bu genlerin yapısında yaklaşık 3 milyar nükleotitin yer almasıdır.
Biyogüvenlik
Genetiği değiştirilmiş organizmaların tüketimi sonucu karşılaşılabilecek sorunların önlenmesi ve bu sorunların kontrol altına alınması için alınan önlemlerin tümü biyogüvenlik kapsamına girmektedir. Genetiği değiştirilmiş organizmalardan kaynaklanabilecek uzun vadeli sorunların engellenmesi için biyogüvenlik uygulamaları sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir.
Biyoetik
Genetik mühendisliği ve biyoteknoloji çalışmalarının sonucunda ortaya çıkan gelişmelerin, genel ahlaki değerlere uygunluğunu tespit etmek için gündeme gelen bir kavramdır.
Genetik mühendisliği ve biyoteknolojik çalışmalar insanlığın yararına yapılan uygulamalar olmasına karşılık, bu çalışmalardan elde edilen bilgilerin kötü niyetli kişilerin eline geçmesi durumunda insanlığa zarar verebilecek sonuçlar ortaya çıkabilir.
Konu Testi
Sınav özeti
0 – 10 soru tamamlandı
Sorular:
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
Bilgi
Biyoteknoloji / Doğru – Yanlış
Daha önce bu sınavı bitidiniz ve tekrar alamazsınız.
Sınav yükleniyor…
Sınava başlamak için önce kayıt olmalısınız.
Bu sınavı başlatmak için, aşağıdaki sınav bitirmek zorundasınız:
Sonuçlar
0 – 10 soru doğru olarak cevaplandı
Zamanınız:
Zaman doldu
0 – 0 Puan aldınız, (0)
Ortalama değer |
|
Sizin sonucunuz |
|
Kategoriler
- Kategorize edilmedi 0%
-
Tebrikler testi tamamladınız.
Posizyon | İsim | Buradan girildi | Puan | Sonuç |
---|---|---|---|---|
Tablo yükleniyor | ||||
Hiçbir uygun veri yok | ||||
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- Ceveplanan
- Gözden geçirme
-
Soru 1 – 10
1. Soru
10 PuanGenetik mühendisliği amaç, biyoteknolojik uygulamalar araçtır.
Doğru
Doğru değil
-
Soru 2 – 10
2. Soru
10 PuanYoğurt mayalama klasik biyoteknoloji uygulamasıdır.
Doğru
Doğru değil
-
Soru 3 – 10
3. Soru
10 PuanPoliploidi uygulaması daha çok hayvansal canlılar üzerinde gerçekleştirilir.
Doğru
Doğru değil
-
Soru 4 – 10
4. Soru
10 PuanMelezleme uygulamaları yalnızca farklı türler arasında gerçekleştirilir.
Doğru
Doğru değil
-
Soru 5 – 10
5. Soru
10 PuanKısa yaşam döngüsüne sahip olması bir canlının model organizma olarak kullanılması için bir kriterdir.
Doğru
Doğru değil
-
Soru 6 – 10
6. Soru
10 PuanCanlı klonlamada üç farklı birey rol oynar.
Doğru
Doğru değil
-
Soru 7 – 10
7. Soru
10 PuanDNA parmak izi yöntemi DNA’daki anlamlı nükleotit zincirleri dikkate alınarak uygulanır.
Doğru
Doğru değil
-
Soru 8 – 10
8. Soru
10 PuanEmbriyonik kök hücre örneği, embriyonun blastulaları alınarak elde edilir.
Doğru
Doğru değil
-
Soru 9 – 10
9. Soru
10 PuanDNA-ligaz enzimi gen klonlamada DNA parçalarının birleştirilmesinde kullanılır.
Doğru
Doğru değil
-
Soru 10 – 10
10. Soru
10 PuanGen terapi, embriyonik dönemin ilk aşamalarında uygulanırsa olumlu sonuç verir.
Doğru
Doğru değil
Sınav özeti
0 – 5 soru tamamlandı
Sorular:
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
Bilgi
Biyoteknoloji Konu Testi
Daha önce bu sınavı bitidiniz ve tekrar alamazsınız.
Sınav yükleniyor…
Sınava başlamak için önce kayıt olmalısınız.
Bu sınavı başlatmak için, aşağıdaki sınav bitirmek zorundasınız:
Sonuçlar
0 – 5 soru doğru olarak cevaplandı
Zamanınız:
Zaman doldu
0 – 0 Puan aldınız, (0)
Ortalama değer |
|
Sizin sonucunuz |
|
Kategoriler
- Kategorize edilmedi 0%
-
Tebrikler sınavı tamamladınız.
Posizyon | İsim | Buradan girildi | Puan | Sonuç |
---|---|---|---|---|
Tablo yükleniyor | ||||
Hiçbir uygun veri yok | ||||
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- Ceveplanan
- Gözden geçirme
-
Soru 1 – 5
1. Soru
20 PuanAşağıdakilerden hangisi modern biyoteknoloji uygulamalarından birisidir?
Doğru
Tebrikler Doğru Cevapladınız
Doğru değil
Maalesef Yanlış Cevapladınız
-
Soru 2 – 5
2. Soru
20 PuanAşağıdaki biyoteknolojik uygulamaların hangisi sonucu canlının kromozom sayısında bir değişim gözlenir?
Doğru
Tebrikler Doğru Cevapladınız
Doğru değil
Maalesef Yanlış Cevapladınız
-
Soru 3 – 5
3. Soru
20 PuanEmbriyonik kök hücre uygulamasının diğer kök hücre uygulamalarından daha etkili sonuç vermesinin temel nedeni aşağıdakilerden hangisinde verilmiştir?
Doğru
Tebrikler Doğru Cevapladınız
Doğru değil
Maalesef Yanlış Cevapladınız
-
Soru 4 – 5
4. Soru
20 PuanAşağıdakilerden hangisi, gen klonlama uygulamalarında, bakterilerin daha çok kullanılmasının bir nedeni değildir?
Doğru
Tebrikler Doğru Cevapladınız
Doğru değil
Maalesef Yanlış Cevapladınız
-
Soru 5 – 5
5. Soru
20 PuanAşağıdakilerden hangisi DNA parmak izi uygulamasının insanlık adına bir faydası değildir?
Doğru
Tebrikler Doğru Cevapladınız
Doğru değil
Maalesef Yanlış Cevapladınız