Genetik, canlıların DNA dizilimlerini değiştirerek onlara yeni özellikler kazandıran veya mevcut özellikleri düzenleyen bir bilim dalıdır. Bu alanda genler kopyalanır, farklı canlılar arasında gen aktarımı yapılır veya bozuk genler onarılır. Bu bilim sayesinde, bir organizmanın genetik yapısına müdahale edilerek hastalıkların tedavisi, tarımsal verimin artırılması veya yeni biyoteknolojik ürünler geliştirilmesi gibi yenilikler hayatımıza girmiş tıp, tarım, biyoteknoloji ve çevre bilimleri gibi birçok alanda öncü çalışmalar gerçekleşmiştir. Genetik özelliklerin nesiller boyunca nasıl aktarıldığını anlamak, bilim dünyasında büyük bir dönüm noktası oldu. Bu sürecin temelleri, 19. yüzyılda Avusturyalı bilim insanı Gregor Mendel tarafından atıldı. Mendel, bezelyeler üzerinde yaptığı deneylerle kalıtımın temel ilkelerini keşfederek; bitkilerin şekil, renk ve boy gibi farklı özelliklerinin ebeveynlerden yavrulara belirli kalıplarla geçtiğini gözlemledi. DNA'nın yapısını çözmemizden genetik mühendisliğine kadar birçok bilimsel gelişmeye zemin hazırlayan Mendel'in çalışmaları sayesinde birtakım fiziksel özelliklerimizin tesadüf sonucunda değil, genetik yasalar sonucunda şekillendiği ortaya çıkarılmış oldu.
CANLILAR ARASINDA TRANSFER
1970'li yılların başında Amerikalı biyokimyacı Paul Berg, bir virüs DNA'sını bakteri DNA'sıyla birleştirerek ilk "rekombinant DNA" molekülünü oluşturdu. Rekombinant DNA teknolojisi, farklı organizmalara ait DNA parçalarının laboratuvar ortamında birleştirilerek yeni genetik diziler oluşturulmasını ifade eder. Bu çalışması ile DNA'nın farklı canlılar arasında transfer edilebileceğini ve değiştirilebileceğini kanıtlayan Berg, insülin üretimi, gen terapisi, genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO) ile biyomedikal araştırmaların temelini attı ve 1980 Nobel Kimya Ödülü'ne layık görüldü. Berg'in çalışmalarından ilham alan ABD'deki Stanford Üniversitesi, DNA'yı canlı bakterilere aktarmayı ve genetik değişikliklerin kalıtım yoluyla sürdürülmesini sağladı. Böylelikle ilk kez genetik olarak değiştirilmiş organizmalar yaşar hale geldi ve çoğaldı. 1974 yılında gerçekleşen bu çalışma için aynı yıl patent başvurusu yapıldı. ABD Yüksek Mahkemesi, 1980 yılında genetik olarak değiştirilmiş bir bakteri çalışması için patent alınabileceğine karar vererek bu tür biyoteknolojik buluşların yasal olarak korunmasının önünü açtı.
TIP VE TARIM ALANI
1982'de genetik olarak değiştirilmiş ilk bakteri (insülin üretimi için kullanılan Escherichia coli) ticari amaçla üretildi. Tıp alanında gen tedavisi, aşı geliştirme, ilaç üretimi gibi yenilikleri tarım sektöründe hastalıklara dayanıklı bitkiler ve GDO'lu ürünlerin ortaya çıkması takip etti. 1990 yılına gelindiğinde insanın genetik yapısını anlamak için atılmış en büyük adımlardan biri olan "İnsan Genom Projesi" başlatıldı. DNA'da yer alan yaklaşık 3 milyar baz çiftinin (genetik kodun toplam uzunluğunun) haritalanmasını amaçlayan proje 2003 yılında tamamlandı. Bu proje ile genetik mühendisliğinin tıp alanındaki gelişiminde yenilikçi adımlar atılmasını sağlandı; genetik hastalıkların nedenlerini anlamak ve tedavi yöntemleri üretmek konusunda yeni bir dönemin de başlangıcı oldu. Genetik mühendisliğinin dünya çapında bilinir ve konuşulur hâle gelmesi 1996 yılında İskoçya'da Dolly adlı koyunun klonlanması ile oldu. Dolly, bir yetişkin hücreden klonlanan ilk memeliydi ve ilk kez bir yetişkin hücre çekirdeği kullanılarak tamamen yeni bir canlı üretilmişti. Aynı dönemde kök hücre araştırmaları hız kazandı, bazı hayvanlara denizanası genleri eklenerek gece ışık saçmaları sağlandı. Deneylerde kullanılan bazı fareler ve balıklar, yeşil floresan proteini ile karanlıkta yeşil ışık yayar hale geldi.
ÇIĞIR ÇAN TEDAVİ
2012 yılında geliştirilen CRISPR- Cas9 adlı gen düzenleme teknolojisi, genetik mühendisliğini çok daha hızlı ve hassas hâle getirdi. Bir çeşit "genetik makas" gibi çalışan CRISPR- Cas9, DNA'daki hatalı ya da istenmeyen bölümleri kesip, yerlerine doğru genetik bilgiyi eklemeyi sağlayan bir "makas ve yapıştırıcı" işlevi gördü. Daha basit bir ifadeyle, CRISPR, DNA'nın içinde gitmek istenilen yerin bulunmasını sağladı, Cas9 ise bulunan yeri kesti. Ardından, bilim insanları istenilen genetik bilgiyi ekleyebildi veya değiştirebildi. Kanser, kalıtsal hastalıklar ve genetik bozuklukların tedavisinde yeni umutlar sunan bu teknoloji, günümüzde hastalıkları tedavi etmek, bitkileri daha sağlıklı yapmak ve hayvanları daha iyi yetiştirmek gibi çok farklı alanlarda kullanılmaktadır.
ADLİ OLAYLARDA PAY SAHİBİ
Genetik mühendisliği yalnızca hastalıkların tedavisinde değil, adli bilimlerde de önemli ilerlemeler sağladı. DNA analizleri sayesinde suç mahallerinde bulunan saç, kan, tükürük veya deri hücrelerinden elde edilen örneklerle şüpheliler tespit edilebiliyor. 1980'lerin sonunda kullanılmaya başlanan DNA profilleme yöntemi, suç çözme oranlarını önemli ölçüde artırdı. 1987-1988 yıllarında, İngiltere'deki iki cinayet davasında bu yöntem ilk kez delil olarak kullanıldı; masum bir kişinin aklanmasını ve gerçek suçlunun tespit edilmesini sağladı. Günümüzde DNA analizi, babalık testlerinden adli olayların aydınlatılmasına kadar geniş bir alanda güvenilir sonuçlar sunuyor. Türkiye'de Genetik Mühendisliği, doğrudan bu isimle müstakil bir lisans programından ziyade üniversitelerin Moleküler Biyoloji ve Genetik (MBG) ile Genetik ve Biyomühendislik bölümleri çatısı altında temsil edilen, geleceğin en prestijli mesleklerinden biri haline gelmiş durumdadır. Türkiye'deki biyoteknolojik gelişmeler, Ar-Ge yatırımları ve akademik altyapı sayesinde bu alan her geçen gün daha fazla popüler hale gelerek büyük bir önem kazanmaktadır. Türkiye'de biyoteknoloji ve nadir hastalıklar üzerine yapılan yatırımlar artmaktadır.
TARIM VE HAYVANCILIK ALANINDA
TOHUM Islahında Devrim: Türk akademisyenler geliştirdikleri genetik teknolojiler sayesinde, klasik yöntemlerle 15 yıl süren ayçiçeği ıslah sürecini 5 yılın altına indirerek %100 saf yerli ayçiçeği tohumu elde etmeyi başarmışlardır.
TÜRK pamuğu bin yıllık farkı laboratuvarda kapattı: Türk araştırmacılar, CRISPR/Cas9 teknolojisini kullanarak yerli pamuk tohumlarının lif uzunluğunu ve dayanıklılığını artırdı. Klasik ıslah yöntemleriyle yıllar süren süreçleri genetik düzenleme teknolojisiyle kısaltarak, pamuk bitkisinin tekstil açısından en kritik özellikleri olan lif uzunluğu, inceliği ve dayanıklılığını hassas bir şekilde yeniden tasarlandı. Türkiye'nin dört bir yanından özenle toplanan tohumlar laboratuvar ortamındaki çalışmalarla geliştirildi.
İŞ İMKANLARI VE ÇALIŞMA ALANLARI
TÜRKIYE genelinde hem kamu hem de özel sektörde geniş bir yelpazede "Genetik Mühendisi" veya "Uzman Moleküler Biyolog" olarak istihdam edilebilmektedir
SAĞLIK ve Tıp Sektörü: Hastanelerin tıbbi genetik laboratuvarları, tüp bebek (IVF) merkezleri ve kök hücre/gen terapi merkezleri.
İLAÇ ve Biyoteknoloji Sanayii: Yerli ve uluslararası ilaç firmalarının Ar-Ge ve kalite kontrol departmanları.
ADLI Tıp: Kriminal laboratuvarlarda DNA analizi ve kimliklendirme çalışmaları.
AKADEMI: Üniversite projelerinde çalışmak
TÜRK GENETİK MÜHENDİSLERİNİN BAŞARILARI
TÜRKIYE'DE genetik mühendisliği ve moleküler biyoloji alanında, sağlık, ilaç endüstrisi, tarım ve hayvancılık sektörlerinde çığır açan yerli teknolojiler ve patentli buluşlar başarıyla hayata geçirilmiştir. Hem üniversite laboratuvarlarında hem de TÜBİTAK MAM gibi ulusal araştırma merkezlerinde kritik başarılar elde edilmiştir.
SAĞLIK VE TIP ALANINDA
DÜNYA Patentli Aşı Teknolojisi: Boğaziçi Üniversitesi'nde geliştirilen ve Mikrokürecik teknoloji olarak adlandırılan yöntem, protein yapıları bozulmayan yerli aşı teknolojisi olarak dünya genelinde patent edilmiştir.
KANSER ve Nadir Hastalıklarda Hücre Terapisi: Türkiye'deki özel laboratuvarlarda, kansere karşı genetiği değiştirilmiş CAR-T hücre terapileri ve Duchenne Musküler Distrofisi (DMD) gibi nadir genetik hastalıklara yönelik yerli gen tedavi yöntemleri başarıyla geliştirilmektedir.
MIKROBIYAL İlaç Üretimi: Rekombinant DNA teknolojisi kullanılarak, insan sağlığı için kritik önem taşıyan proteinler ve hormonlar laboratuvar ortamında yerli imkanlarla üretilmeye başlanmıştır.
ULUSLARARASI Başarı Gösteren Girişimler: Türk bilim insanları tarafından kurulan Geen Biyoteknoloji gibi girişimler, "GeenOS" adını verdikleri ileri genetik modifikasyon sistemini geliştirerek Silikon Vadisi'nin (Y Combinator) dikkatini çekmeyi başarmıştır.
