İnsülin üretmekten sorumlu gen, insan DNA’sından izole edilerek klonlanmıştır. Bu gen, ilk olarak Münih’teki bir kadından çıkarılan bir insülinoma dokusundan elde edilen insülin mRNA’sını sağlamıştır. 1979’da Axel Ulrich bu geni E. coli’ye klonlamıştır. Günümüzde ilaç olarak kullanılan terapötik insülin, bu kadından alınan tümörden türetilmiştir.
Farklı canlılara ait bir genin, bakteri hücresinde aynı proteini üretebilmesi için bazı koşulların sağlanması gerekir. Öncelikle, genin bakteri hücresine transfer edilebilmesi için uygun bir vektör kullanılmalıdır. Vektör, genellikle bakteriyel plazmitlerdir ve genin konağın genomuna yerleştirilmesini ve orada çoğaltılmasını sağlar. İkincil olarak, genin bakteri hücresinde ifade edilebilmesi için uygun bir promotör ve terminatör bölgesine sahip olmalıdır. Promotör bölgesi, RNA polimerazın bağlanmasını ve transkripsiyonun başlamasını sağlar. Terminatör bölgesi ise transkripsiyonun sonlanmasını sağlar. Üçüncü olarak, genin kodladığı proteinin bakteri hücresinde katlanabilmesi ve işlev gösterebilmesi için uygun bir şaperon sistemi bulunmalıdır. Şaperonlar, proteinlerin doğru şekilde katlanmasına ve olası agregasyonları önlemeye yardımcı olan moleküler yardımcılardır.
3. İnsülinin biyoteknolojik olarak üretilmesinin diyabet hastaları açısından önemi nedir?
Cevap:
İnsülin, pankreasın beta hücreleri tarafından salgılanan bir hormondur ve kan şekerini düzenlemek için vücutta gerekli bir maddedir. Diyabet hastaları, pankreasın yeterli insülin üretememesi veya vücudun üretilen insüline yeterince yanıt verememesi nedeniyle kan şekerini kontrol altında tutmakta zorlanırlar. Bu nedenle, diyabet hastalarının çoğu insülin tedavisine ihtiyaç duyarlar.
İnsülinin biyoteknolojik olarak üretilmesi, diyabet hastaları açısından önemli bir gelişmedir. İnsülinin keşfinden sonra, ilk olarak hayvan pankreasından elde edilen insülin kullanılmıştır. Ancak bu insülinler, insan insülininden farklı yapıda olduğu için alerjik reaksiyonlara veya antikor oluşumuna neden olabilmekteydi. 1980’li yıllarda ise biyosentetik insan insülinleri üretilmeye başlanmıştır. Bu insülinler, genetik mühendisliği yöntemleri ile bakteri veya maya hücrelerine insan insülin geninin aktarılması ve bu hücrelerin insülin üretmesi ile elde edilmektedir.
Biyoteknolojik olarak üretilen insan insülinleri, hayvan kaynaklı insüline göre daha güvenli, daha etkili ve daha kolay temin edilebilir olmuştur. Ayrıca, biyoteknoloji sayesinde insülin analogları da geliştirilmiştir. İnsülin analogları, insan insülininin amino asit diziliminde yapılan küçük değişiklikler ile etki süreleri ve bazı özellikleri ile kan şekeri ayarını daha da kolay sağlamak amacıyla tasarlanmıştır. Örneğin, kısa etkili insülin analogları yemekten hemen önce veya sonra kullanılabilirken, uzun etkili insülin analogları günlük bazal ihtiyacı karşılamak için kullanılabilir.
Sonuç olarak, biyoteknolojik olarak üretilen insan insülinleri ve insülin analogları, diyabet hastalarının kan şekerini daha iyi kontrol etmelerine, komplikasyon riskini azaltmalarına ve yaşam kalitelerini arttırmalarına olanak sağlamaktadır.
4. A vitamini eksildiğine karşı geliştirilen biyoteknolojik yöntemde transgenik canlı hangisidir? Gerekçesiyle açıklayınız.
Cevap:
A vitamini eksikliğine karşı geliştirilen biyoteknolojik yöntemde transgenik canlı, genetik yapısı değiştirilmiş organizmadır. Transgenik canlılar, başka bir canlıdan alınan genlerin kendilerine aktarılmasıyla oluşan canlılardır. Bu şekilde, transgenik canlılar, başka bir canlının sahip olduğu özellikleri kazanabilirler. Örneğin, A vitamini eksikliği nedeniyle körlük gibi sağlık sorunları yaşayan insanlara yardımcı olmak için, pirinç bitkisine havuçtan alınan beta-karoten üreten genler aktarılmıştır. Beta-karoten, vücutta A vitaminine dönüşen bir karotenoiddir. Bu sayede, pirinç tüketen insanlar A vitamininden yararlanabilirler. Bu pirince altın pirinç adı verilmiştir. Transgenik canlıların avantajları olduğu gibi dezavantajları da vardır. Transgenik bitkilerin insan sağlığı ve çevre üzerindeki olası olumsuz etkilerine yönelik çeşitli ulusal, bölgesel ve uluslararası mevzuat oluşturma çabaları sürdürülmektedir. Ancak ülkeler arasında henüz tam bir uyum sağlandığı söylenemez. Bu nedenle, transgenik canlıların kullanımı konusunda dikkatli ve bilinçli olmak gerekir.
5. Transgenik bitkiler üreterek artan dünya nüfusunun gıda probleminin önüne geçilmesinde olumsuz etkileri neler olabilir?
Cevap:
Transgenik bitkiler üreterek artan dünya nüfusunun gıda probleminin önüne geçilmesinde olumsuz etkileri şunlar olabilir:
-
Transgenik bitkilerin insan, hayvan ve çevre sağlığı üzerinde uzun vadeli etkileri henüz tam olarak bilinmemektedir. Transgenik bitkilerden alınan gıdaların tüketilmesi sonucu gıda alerjileri, toksin birikimi, antibiyotik direnci gibi sorunlar ortaya çıkabilir.
-
Transgenik bitkilerin doğal bitki çeşitliliğini azaltması, genetik erozyona yol açması, yabani bitkilere gen aktarımı sonucu istenmeyen özellikler kazandırması, ekosistem dengesini bozması gibi çevresel riskler taşımaktadır.
-
Transgenik bitkilerin zararlılara karşı dayanıklılığı zamanla azalabilir, yeni zararlı türlerinin ortaya çıkmasına veya mevcut zararlıların direnç kazanmasına neden olabilir.
-
Transgenik bitkilerin doğal düşmanlara olan etkisi de önemli bir konudur. Transgenik bitkilerden beslenen böceklerin doğal düşmanlarına da zarar verebilir, biyolojik mücadele yöntemini etkileyebilir.
-
Transgenik bitkilerin ticari ve yasal boyutları da dikkate alınmalıdır. Transgenik bitki üretimi yapan ülkeler arasında ticari rekabet, patent hakları, etiketleme, izlenebilirlik gibi konularda anlaşmazlıklar yaşanabilir.
6. Böbreğin ürettiği eritropoietin (EPO) proteini, alyuvarların üretimini tetikler. EPO’nun eksikliği, birçok böbrek hastalığında gözlenir ve kansızlığa yol açar. Hastaların tedavisinde eski tedavi yöntemleri yerine biyoteknolojik yöntemler sayesinde elde edilen EPO verilmektedir. Biyoteknolojik olarak EPO eldesinin böbrek hastalarına uygulanması ile eski tedavi metotlarını karşılaştırınız.
Cevap:
