'Biyoloji Araştırmaları, Moleküler Boyutu ve Önceliklerimiz'

Prof.Dr. Nermin Gözükırmızıİstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi, Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü

nermin@istanbul.edu.tr

• Biyoloji eski Yunanca’da bio, “hayat"; ve logos, “kavrama"“Hayatı kavrama“anlamına gelmektedir., Doğal Bilimlerin bir bölümü olup, Canlıorganizmalar, onların çevre ile ilişkileri, sınıflandırılması, yapı, işlev, büyüme, köken, evolüsyon ve dağılımlarını araştırır. Hücre teorisi, evolüsyon, genetik ve homostasis ile ilgilenir. Ayrı bir bilim dalı olarak 19.yüzyılda tanımlanmıştır.

Botanik, zooloji, mikrobiyoloji, biyokimya, moleküler biyoloji, hücre biyolojisi, fizyoloji, ekoloji gibi alanları vardır.

• İnsanın Evolüsyonu

• 200. 000 yıl önce başlamıştır.• 10. 000 yıl önce – Ziraat devrimi başlamıştır.• Kültür Evolüsyonu• 3.000 - 4.000 yıl önce – yazılı dil & alfabeler• 600 yıldır – Kitaplar• 50 yıldır – Elektronik Ortam

Genetik ve genomiğin evolüsyonu

Mendel, 1866“Bitki melezlemeleri deneyleri”

20.Yüzyıl Mendel ve bezelyeler ile başladı ve

Arabidopsis genom projesinin tamamlanması ile bitti..

Arabidopsis, insan, Drosophila, Saccharomyces vb. genom projelerinin tamamlanması ile sona erdi.

21. yüzyılda hangi çalışmalar

genetik bilimi için önem taşıyacak?

21.Yüzyıl

• Bilgi ve teknolojilerde artış• Populasyon büyümesi, yaşlanma ve göçler

• Ulusal ve Uluslararası ekonomilerde değişimler

• İklim değişimleri ve kısıtlamalar • Moleküler Biyolojideki gelişmeler

Biyolojinin Sentral DoBiyolojinin Sentral Doğğmasmasıı

DNADNA RNARNA PROTEINPROTEIN

ReversTranskripsiyon

Transkripsiyon Translasyon

katlanma Post-TranslasyonalModifikasyonlar?

YapYapıı

İşİşlevlev

DNADNA = Hücresel işveren

ProteinProteinlerler = Hücresel işçiler

Miescher, 1871, Nükleik asitlerin kimyasal yapısı

Walter Flemming, 1882, Hücre bölünmesindekromozomların hareketi

Wilhelm Waldeyer, 1888, “Kromozom” terimi

William Bateson (1861-1926)

“GENETİK terimi” 1909

• Kalıtal fenotipik özelliklerin temel ünitesi GEN tanımı (Johannsen 1909)

Genetik genler ile çalışan bir bilim dalıdır.

Genetikçiler moleküler, hücresel, organizmal, ailesel, populasyon, veya evolüsyon düzeyinde genler ile çalışırlar.

1. DNA2. Gen

4. Genom

5. Birey

3. Kromozom7. Populasyon

6Aile (pedigri)

Hücre

“Tüm canlı organizmalar hücrelerde yapılmıştır”, 1839

James D. Watson

Francis H.C. Crick

Herbert W. Boyer

Stanley N. Cohen

1960’larDNA çift sarmal

1970’lerRestriksiyon enzimleri

ve gen klonlama

Science Vol. 222, Nov. 1983Time Magazine, March 1997

1983 SCIENCE – Transgenik Fare1997 TIME - Dolly

Moleküler Biyoloji• Kodlama yapan ve özel işlevleri oluşturan molekülleri inceler.

• Güncel Biyokimya bilgilerini kullanır.

DNA RNA Protein

Metabolit

Biyolojik işlev

“-omik”

• Genomik:Genomların analizi (yapısal ve işlevsel)

• Biyoinformatik: Biyolojik bilginin depolanması

• Transkriptomik: Gen ürünü RNA’ların analizi

• Proteomik: Proteinlerin analizi• Metabolomik: Metabolitlerin analizi• Sistem Biyoloji: Genomik, transkriptomik, proteomik, metabolomik ve biyoinformatik verilerin belli bir biyolojik sistemi oluşturmak için integrasyonu

Mikroarray Çip

10,000 / cm2

cDNA veya Oligonükleotid

Epigenetik ve EpigenomEpigenetik –DNA dizi değişimlerinin(mutasyon) dışındaki faktörlerle oluşan, gen anlatımındaki tüm değişikliklere verilen genel bir tanımlamadır. Epigenetik değişiklikler kalıtsaldır fakat potansiyel olarak geri dönüşebilir.

Epigenetik:

•DNA modifikasyonları (sitozin metillenmeleri vb.)

•Histon kromatin modifikasyonları

•Kromatin yapısına bağlanan çoklu protein kompleksleri

•Genomik “imprinting”

•Paramutasyon

•RNA interferens ve mikro RNA’lar

•RNA aracılığı ile DNA metilasyonu

•Transgen sessizleşmesi

•Viruslerle gen sessizleşmesi

Gerstein ve ark. (2007) potansiyel olarak üstüste binebilen işlevsel ürünleri kodlayan genomik dizilerin birliğine GEN denir.

• ‘‘GENON’’ ( ‘‘Gene’’ ve ‘‘operon’’) birleşimi bir terimdir.Özel bir genle mRNA düzeyinde DNAnın original nükleik asid dizisinde ve pre-mRNA(Scherrer and Jost 2007) trans- faktörler taşıyan genon mRNA ‘‘transgenon’’ olarak adlandırılır.

Moleküler biyolog, Biyokimya uzmanı, Eczacı, Mikrobiyolog,Mühendis, Doktor vb. gibi birçok disiplini bir araya getiren kişiler aracılığıyla şekillenir.

BİYOTEKNOLOJİBiyolojik sistemlerin, canlı organizmaların, ürünlerinin ve aktivitelerinin özgün

kullanımlar için belli amaçlar doğrultusunda rekombinant DNA teknolojisi kullanılarak değiştirilmesi işlem ve süreci

İNSANLIK TARİHİ ekmek, bira, yoğurt, peynir yapımı ve geliştirilmesi süreçlerinde biyoteknolojiden yararlanılmıştır

Biyoteknolojinin Biyoteknolojinin 10,000 10,000 yyııllllıık gek geççmimişşi vardi vardıır.r.

Ekmek ve Bira fermentasyonu ( M.Ö.4,000, Mısır ve Mezopotamya’da)

Peynir ve şarap yapımı ( M.Ö.4,000 – 2,000, Sümerler, Mısır ve Çin)

2000’ler

Günümüzde Biyoteknoloji

Laboratuvarlarında Neler yapılıyor?

Sağlık• 130+ Tıbbi ve aşılar• 350+ ürünler ve klinik

uygulamalar

Çevre temizliği• Kirliliğe karşı

mikroorganizmalar

Endüstriyel işlemler• Tekstil ve kağıt

endüstrisinde kirliliğe karşı

Gıda uygulamaları• Peynir, yoğurt, şarap ve

diğer mayalı ürünler

Ziraat• Böcek kontrolu• Diğer zirai özellikler –

fusarium, yaprak pası, kuraklık ve tuzluluk toleransı

• Kalite yükseltme• Gıda uygulamaları

Hayvan sağlığı veDenizlerdeki yaşam

kaynak : Biotechnology Industry Organization (BIO)

İlköğretim ve Lise öğrenimi sırasında neden genetik ve moleküler biyoloji öğretmeliyiz?

• Genetikteki gelişmeler, insan genom projesi ve biyoteknoloji alanları tüm yaşamı etkilemektedir.

• Bu gelişmeler tıp ve endüstri’de büyük yararlar sağlamaktadır.

• Bu gelişmeler etik ve yasal bir çok sorunu da beraberinde getirmektedir.

• Toplum olarak gençlerimizi bu gelişmeler konusunda bilgilendirmeliyiz.

• Eleştirisel düşünme ve karar verme konusunda geliştirmeliyiz.

• Bu konuları anlamalı ve anlatmalıyız.• Ülkesel eğitim standartları koymalıyız.

Ülkesel eğitim programlarında;• DNA işlevleri• Organizmalar• Kalıtım, gelişme ve çeşitlilik• Evolüsyon• Yeni kariyer alanları• Etik konular• Sosyal yansımalar• Kendi yaşamını öğrenme• Çok disiplinli genetik çalışmalar• Sağlık uygulamaları• Yaşam formları gibi konular detaylı olarak işlenmelidir.

Genetik kavramı yuvalardan başlayarak tüm İlköğretim ve Lise öğretiminde verilmeli. Konu ile ilgili Türkçe Web siteleri geliştirilmeli.

http://www.nclark.net/

Fen Eğitmenleri Kaynak Sayfası• Aktiviteler ve çalışma programları• Laboratuvar deneyleri• İlgili sayfalara bağlantılar• Bulmacalar, oyunlar ve şarkılar• Testler

• TÜBA - MOLEKÜLER YAŞAM, BİLİM veTEKNOLOJİLERİ (MYBT) ÖNGÖRÜ PROJESİ

• Moleküler Yaşam Bilim ve Teknolojileri Raporu:•• Türkiye'de Moleküler Yaşam Bilimleri ve Teknolojileri• Kritik Araştırma Alanları (KAA), Öncelikli Bilim ve Teknoloji Faaliyet Konuları (ÖBTFK) ve Çalışma Alanlarıile ilgili Bulgular

• Sağlık Alanı• Bitkisel Üretim Alanı• Hayvancılık Alanı• Gıda Alanı• Endüstri Alanı• Genetik Kaynaklar Alanı• Çevre Alanı

Tüm canlılar ürerler, yavrular ebeveynlere benzerler fakat tam ayni değildirler, genetik bilgiyi ebeveynlerinden alırlar. Bu bilgi genlerdedir. Basit organizmalar tek kopya gen örnekleri taşırken yüksek organizmalardan her gen için iki kopya taşırlar. Bunlar birbirinden farklıolabilir.

ÜremeÜreme sistemiGenotipFenotipDominantResesifAile ağacı analiziPoligenik özellikler. HomozigotHeterozigotHaploidDiploidProkaryotÖkaryot

Üreme ve Kalıtım

DNA

Genetik bilgi DNA’da depolanır, çift iplikli sarmal yapılı DNA molekülünde bilgi dört harfli bir kod ile yazılır.

DNA yapısı

Çift iplikli heliks

Nukleotidler

Baz eşleşmesi

Tamamlayıcılık

KromozomlarKromozomlar doğrusal düzende büyük DNA parçaları içerirler.

Eşemli çoğalan organizmlar her bir kromozomdan bir çift içerirler.

Herbir kromozom çiftinin biri yavru döllere geçer.

Bağlantı.

Gen haritalaması

Ploidi.

Homolog kromozomlar

Dağılım

Ayrışım

Varyasyon

Mayoz

Olasılık

Genetik ve Çevresel etkiler

Bir organizmanın genleri çevre ile birlikte o organizmanın özellikleri ve görünümünüoluştururlar.

Genotip ve fenotip

Edinilmiş ve kalıtsal özellikler

Çevre faktörleri

Doğal ve yapay

Penetrans

Proteinler

DNA’daki bilgi proteinlerin oluşumuna yol açar. Proteinler yaşamla ilgili tüm işlevlerde görev alırlar örneğin; hormonlar, enzimler, yapısal proteinler, antikorlar

Sentral doğma

Genetik kod

Gen anlatımı

RNA

Transkripsiyon

Translasyon

Hücre• Her organizmanın yapıtaşıdır.• Bir organizmadaki her hücre

ayni genetik bilgiyi taşır, bu bilgi hücre bölünmeleri ile iletilir.

• Farklı hücre tipleri farklıgenetik bilgilerin zaman ve çevre etkileşimleri ile oluşur.

• Farklı hücre tipleri doku ve organlar şeklinde organize olabilirler.

• Virüsler hücre yapısı taşımayan çok basit organizmalardır.

• DNA replikasyonu• Hücre bölünmesi• Mitoz• Farklılaşma• Gen anlatımı• Kanser

Varyasyon ve Evolüsyon

• Ayni türdeki bireyler arasında genetik farklılıklar vardır.

• Genin alternatif formlarına alllel denir bu alleller DNA’daki mutasyonlarla oluşur.

• Populasyondaki bazımutasyonlar bireyin yaşama yeteneğini artttırarak yerleşirler.

• Mutagen• Evolüsyon. • Tür• Bioçeşitlilik• Doğal Seleksiyon• Birey• Genetik hastalıklar

Uygulamalar

• Genetik çalışmalarıntıp, ziraat, bioteknoloji, ve çevre bilimleri gibi birçok alanda uygulamalarıvardır.

• Biyoteknoloji

Etik

• Genetik çalışmalar birçok etik ve sosyal olgulara yol açarlar her bireyin bu konularda bilgisi olması gerekir.

• Genetik testler• Pre-natal tanı• Genetik olarak geliştirilmiş ürünler

• Hayvan klonlama ve kök hücreler

• Genetik özel bilgiler

• Biyoçeşitliliğin korunması

• Fen öğrencilerine laboratuvarda güvenli çalışma öğretilmeli ve sözleşme imzalatılmalı.

• Ders takibi ve not almak• Farklı kaynaklar kullanılarak yapılan konu tekrarı(ÖSS hazırlık kitapları hariç)

• Anlaşılmayan konu,açıklama,örnek ve problemlerin öğretmene sorulması

• Konuyu pekiştirici genel sorular çözmek (15-20 soru yeterli)

• Konunun görsel ve işitsel kaynakları varsa kullanmak• Konu ile ilgili kendi düşüncelerini ve eleştirilerini oluşturabilmek(önemli)

• Konunun,önceki konularla ilişkisini kurmak• Konuya çalışırken grafik,resim varsa animasyon üzerinde çalışmak

• Konu ile ilgili olarak,kaynak ve öğretmeninizieleştirilecek yönleri bulmak

http://www.dnaftb.org/dnaftbwww.dnai.org/index.htmhttp://www.ygyh.org/http://www.dnalc.org/home.htmlhttp://www.eugenicsarchive.org/eugenics/http://www.accessexcellence.org/http://www.hhmi.org/biointeractive/www.bioservers.orgwww.geneticorigins.orgwww.genbilim.comwww.biyolojici.comwww.dnamiz.comwww.lisebiyoloji.com

Biyoloji, Genetik ve moleküler biyoloji eğitimi ile ilgili web sitelerihttp://www.nclark.net/Biology#General

http://www.academicinfo.net/biologyed.htmlhttp://www.johnkyrk.com

DOLAN DNA LEARNING CENTER

• Genomik”nedir ve nasıl başlamıştır?P

Genomik:Klasik sitoloji,Mendel genetiği, kantitatif genetik, populasyon genetiği ve moleküler genetik alanlarını, modern informatik ve robotik sistemlerle birleştirerek bütün genomlarıinceleyen yeni bir bilimdir. Genomik terimi 1920’de H. Winkler’in “GENler ve kromozOMlar”kelimelerini birleştirmesiyle ortaya çıkmıştır(“Genomics”1997).

•Genomiğin temel taşı, 1953’de DNA’nın herorganizmaya özel belirli bir sırada tekrar eden(sekans) 4 temel bazdan oluştuğunun (adenin,guanin, sitozinve timin, A, G, C ve T) keşfiyle atılmıştır (Watson ve Crick, 1953).

Neden genomların dizi analizi dizi analizi yapılmalı? Bitki ıslah çalışmaları için, genlerin kromozomlar üzerindeki yerlerini keşfetmek

Örneğin bir genin kromozom üzerindeki yerinin bilinmesi markır yardımcııslah ile kuraklık toleransının daha çabuk ve daha kolay gerçekleştirilmesini sağlar

Genlerin nasıl çalıştığını ortaya koymakÖrneğin proteinlerin nasıl katlandığını bilmek bir enzimin katalitik bölgesi hakkında bilgi verebilir.

Genomun yapısını anlamakÖrneğin fotosentezle ilgili tüm genleri aynıgrup altında toplanıp toplanamayacağını ortaya koymak

Fenotipik bir mutasyona neden olan genin tanımlanmasını kolaylaştırmakÖrneğin çiçek mutasyonuna sahip bir bitkide basit haritalama yöntemi yaparak bu mutasyona neden olan geni tanımlamaya çalışmak

Farklı türler arasındaki benzer genleri karşılaştırmakMısır ve domatesin çiçekleri birbirinden farklı görünmelerine karşın çiçek yapısını belirleyen genlerin benzer dizilişe sahip olup olmadığını belirlemek ve bunun evrimsel önemini ortaya koymak

Kültüre almaMelezlemeMutasyon ve seleksiyonHücre kültürüSomaklonal varyasyonEmbriyo kurtarılmasıPoliembriyogenezAnter kültürüRekombinant DNAMarker ile seleksiyonGenomikBiyoinformatikProteomikMetabolomikSistem BiyolojiEpigenetikGenon

2.000 MÖ19.yyerken 20.yyOrta 20.yy193019401950197019801980199020002010

Bitki Teknolojisinin Tarihsel Gelişimi

Kültüre almaMelezlemeMutasyon ve seleksiyonHücre kültürüFüsyonMonoklonal antikorlarTransgenik fareGen terapiKoyun kopyalamaMaymun kopyalamaİnsan genom projesiKök hücre teknolojisiGenomikBiyoinformatikProteomikMetabolomikSistem BiyolojiEpigenetikGenon

2.000 MÖ19.yyerken 20.yy1912196519751980199019972000200120022010

Hayvan Teknolojisinin Tarihsel Gelişimi

Gen aktarımı özel gen dizilerininbitki ve hayvan hücrelerine

genetik mühendisliği tekniklerikullanılarak aktarılmasıdır.

Genetik Transformasyon

Eğer birileri size yediğin mısır genetik olarak değiştirilmiş derse?

Aklınıza gelen ilk sorular?

• Bunlar nedir? Nasıl oluşurlar?

• Neden yapılıyorlar?

• Ne gibi riskleri var?

• Bunlarla ilgili düzenlemeler var mı?

350.000 kadar bitki türünün 80.000 kadarı yenilebilir 150 kadarı aktif tarımda kullanılır ancak 30 tanesi insan

kalorilerinin %95ini oluşturur.

Ana ürünler (tahıllar “Mısır”, yağ bitkileri, baklagil,Patates, meyve, sebze ve şeker bitkileri)

Özel ürünler (Yöresel; meyve, sebze, baharat vb.)

Az kullanılan ürünler(bazı tahıllar ve yağ bitkileri vb.)

İhmal edilen ürünler ( Panicum,bazı tuberler)

Yeni ürünler (Kiwi, Taxus vb.)

Transgenik ürünler

Genetik transformasyon

• Yabancı DNA’nın genom içine yerleşmesi (insersiyon)

• Genoma bağlanması (entegrasyon)

• Genin anlatımının yapılması (ekspresyon)

• Kazanılan yeni özelliklerin yavru döllere aktarımı

Bitkilerde Gen Aktarım Nedenleri

• Herbisit ve böceklere karşı dayanıklılık kazandırılması• Virüsler, fungus, bakteri ve nematodlara karşıdirençlilik kazandırılması• Çevresel koşullara tolerans• Azot fiksasyonu ve ürün miktarının geliştirilmesi• Geç olgunlaşma• Besinsel özelliklerin geliştirilmesi• Erkek kısırlık•Sekonder metabolit, ilaç, aşı vb. üretimi

Bitkilerde gen aktarımında kullanılan yöntemler

Dolaylı Gen Aktarımı

- Agrobacterium tumefaciensaracılığı ile

- Agrobacterium rhizogenes

aracılığı ile-Virüsler-RNAi-Sperm

Dolaysız Gen Aktarımı- Biyolistik- Elektroporasyon- Mikroenjeksiyon- Makroenjeksiyon- Agro-enfeksiyon- Polen transformasyonu- Zigotik embriyoya DNA emdirilmesi- Fiberler aracılığı ile DNA aktarımı- Sonikasyon- Desikasyon- Elektroforez ve mikrolazer

Agrobacterium

•toprakta yaşayan gram negatif bir bakteri,

•Rhizobieceae fam.,

•doğal genetik mühendisi,

A. rhizogenes- saçak kök (‘hairy root’) hastalığıA. tumefaciens- dikotillerde taç tümörü (‘crown gall’) hastalığıA. rubi- bazı dikotillerde küçük tümörler oluştururradiobacter- avirulent

Gen aktarımında kullanılacak DNA parçası, aktarılmak istenen gene ilave olarak;

• Aktarılmak istenen genin bitki dokularında ifade edilebilmesi için RNA polimerazların tanıyıp bağlanabilecekleri düzenleyici diziler (promotorler)

• Sadece gen aktarımı yapılan hücre ve dokuların seçimi için seçici bir işaret geni (marker)

• Aktarılan genin bitkide anlatım yapıp yapmadığının anlaşılmasına yardımcı olmak üzere yer alan haberci (reporter) genlerden oluşur.

Gen aktarımında kullanılan seçici marker genler

Marker geni Kodladığı enzim Kazandırdığıdayanıklılık

Antibiyotik

NptII Neomisin fosfotransferaz KanamisinNeomisin

Hpt veya aphIV Higromisin fosfotransferaz HigromisinDhfr Dihidrofolat redüktaz MetotreksatHerbisitBar Fosfinotrisin asetil

transferaz FosfinotrisinAroA 5-fenolpirüvilşikimat-

3-fosfat sentaz Klorosulfuron imidazolanonlar

Gen aktarımında kullanılan reporter genler

Reporter gen Kodladığı enzim

Cat Kloramfenikol asetil transferazGfp Yeşil floresan proteiniGus β-glukuronidazNptII Neomisin fosfotransferazLuc LusiferazBar Fosfinotrisin asetil transferazβ –gal β- galaktozidaz

• Green fluorescent protein (GFP) Aequorea victoria.

Gfp reporter geni taşıyan Arabidopsis bitkileri

Antisense teknolojisi• - Antisense RNA normal mRNA’nın tamamlayıcısıdır. • - İki nükleik asidin eşleşmesi proteinin oluşmasını engeller.• - Flavrsavr domatesler (raf ömrü uzatılmış) 1994 yılında

piyasaya sürülmüştür ve bu yolla elde edilmiştir.

Arpada doku elektroporasyonu ile gen aktarımı

3-4 haftalık bir süreç

yüzey sterilizasyonu

2-3 günlük embriyo1

2

3

Gürel, F. and Gözükırmızı, N., “Electroporation Transformation of Barley”. In: Modern Methods of Plant Analysis (Eds. Jackson J.F. andLiskens H.S). Vol. 23, In Genetic Transformation of Plant, Springer-Verlag, (2003) p 69-84.

BİYOLİSTİK

• Yüksek derecede hızlandırılmışmikrotaşıyıcı adı verilen 1-2 µm çapındaki metal partiküller aracılığıyla, bir ateşleme mekanizmasından yararlanılarak DNA’nın hedef dokulara aktarılmasıdır.

Biyolistik cihazı ve sistemin çalışma prensibi

Hayvanlarda gen aktarımında kullanılan yöntemler

Dolaylı Gen Aktarımı-Virüsler-Retrovirüsler-Adenovirüsler-Adenovirüslerle bağlantılı virüsler-Herpes simplex, vaccinia vb.-RNAi-Sperm

Dolaysız Gen Aktarımı- Biyolistik- Elektroporasyon- Mikroenjeksiyon- Liposomlar

Hayvanlarda Gen Aktarım Nedenleri

* İnsan terapötik proteinleri üretimi

* Organ ve doku transplantları

* İnsan sütüne benzer inek sütüyapımı

* Hastalıkların hayvan modelleri

* Hücre terapisi

* Et, süt vb. üretim artışı, özellik iyileştirmesi, hastalık direnci

Hayvanlara gen transfer yöntemlerinin uygulanmasındaki

sistemler• Mikroenjeksiyon

• Virüsler aracılığı ile gen transferi

• Embiryonik stem hücrelere

• Nukleus transferi

• Spermler aracılığı ile

• Yapay kromozomlar aracılığı ile

Transgenik Tracy ve iki kuzu

Annie 3 mart 2000 de doğdu. NewJersey danasının saf klonu. Hücreleri de danalarda mastisis hastalığına sebep olan Staphylococcus aureus bakterisini öldüren protein olan lysostaphini üreten genlerle modifiye edildi.

Bir canlı türüne başka bir canlı türünden gen aktarılması veya mevcut genetik yapıya müdahale edilmesi yoluyla yeni genetik özellikler kazandırılmasınısağlayan modern biyoteknoloji tekniklerine gen teknolojisi,

bu teknolojiyi kullanarak doğal süreçler ile elde edilmesi mümkün olmayan yeni özellikler kazandırılmış organizmalara da Genetik Yapıları Değiştirilmiş Organizma

(GDO) denir.

GDO’ya Tepkiler:

• Gıda güvenliği ve etik ile ilgili kaygılar

• Çevresel etkiler (genetik erozyon, gen kaybı)

• Küreselleşme (tekelleşme)

• Şeffaflık ve bilgi eksikliği

• Politik güven eksikliği

• Ekonomik, ticari kaygılar

• Sosyo-ekonomik yapı

Genetiği Değiştirilmiş Tarım Ürünleri

veya bunların türevlerini içeren gıda

ürünleri zararlı mı?

“Masumiyeti ispatlanana kadar suçlu”

Uzun süreli kumulatif etkilerinin neler olacağı bilinmediğinden dikkatli tüketilmeli.

Biyogüvenlik

Bitki, hayvan ve mikroorganizmaların kullanımı ile

oluşturulan biyoteknolojik ürünlerin çevre ve insan sağlığı üzerinde güvenli kullanımının

sağlanmasıdır.

AB (26 Mayıs 1998) Konsey Düzenlemesi 1139/98/EC;Genetik olarak modifiye edilmiş ürünlerin etiketlenmesi.

Ocak 2000 49/2000; %1 eşiği uygulaması;“Genetik modifikasyon sonucu, gıdaların DNA veya protein ile kaza sonucu kontaminasyonu, minimum eşik belirtimini gerekli kılmaktadır.”

AB (2002) Konsey Düzenlemesi 178/02/ECAB (2003) Konsey Düzenlemesi 1829 ve 1830/03/EC

%0.9 eşiği uygulaması

Tüketici hakları yönünden etiketleme sistemi büyük önem taşıyor.

Ulusal Biyogüvenlik Yönetmeliği ve Kanun Çalışmaları

• Mayıs 1998’de Tarım ve Köyişleri Bakanlığı’nca “Transgenik Bitkilerin Alan Denemeleri Hakkında Talimat” hazırlanmıştır.

• Avrupa Topluluğu Konseyi’nin 90/220/EEC sayılı yasasına dayanarak “Genetik YapısıDeğiştirilmiş (GDO)’ların Çevreye Bilinçli Salınımı ve Pazara Sürülmesi Hakkında Yönetmelik” ve “Bitki Çeşitlerinin Tescil Edilmesine İlişkin Yönetmelik”le ilgili raporlar hazırlanmıştır.

• Ulusal Biyogüvenlik Kanun Taslağıhazırlanarak TBMM’ye sunulmuştur.

8 Kasım 2006 ÇARŞAMBA Resmî Gazete Sayı : 26340 TOHUMCULUK KANUNUKanun No. 5553Kabul Tarihi : 31/10/2006

Türkiye'ye genetiği değiştirilmiş organizma (GDO) veya GDO'lu ürün ithalatında Avrupa Birliği (AB) referansları dikkate alınacak. Tarım ve Köyişleri Bakanlığı, Biyogüvenlik Yasa Taslağı'nın çıkarılamaması nedeniyle, gıda ve yem maddelerinde kullanılan GDO'ların, GDOiçeren veya GDO'lardan üreten bileşen içeren veya GDO'lardan üretilen gıda ve yem maddelerinin izin, tescil, kontrol ve denetim hizmetlerinde uygulanması gereken usülleri,çıkardığı bir talimatla belirledi. Haziran 2007’de yayınlanan talimat , Biyogüvenlik Yasasıçıkarılamadığı için Türkiye'nin de taraf olduğu Cartagena Protokolü'ne de dayandırılarak yayımlanan talimata göre, sadece AB tarafından gıda ve/veya yem maddesi olarak onay verilen GDO ve GDO'lu ürün ve ürün grupları, talimat kapsamında değerlendirilecek. AB'nin onay listesi, bakanlık tarafından güncelleşecek. AB onay listesinde yer alan ürünlerin, onay listesinde yer alan ürün gruplarını içeren gıda ve yem maddelerinin ithalatında, üretici veya ihracatçı ülkenin resmi/yetkili otaritesinden, ürünün GDO içerip içermediğine dair beyan-belge istenecek. Ürün en fazla yüzde 0,9 oranında GDO'yu içeriyorsa veya üründe hiç GDO yok ise söz konusu beyan/belgede "Bu ürün GDO içermemektedir"ifadesi yer alacak. Ürünün GDO içerdiğinin beyan edilmesi halinde ise beyan edilen genAB onay listesinde yer alıyorsa, talimat ve ilgili diğer mevzuat gerekliliklerini sağlamasışartışla, ürüne ithalat izni verilecek. İthalatçıdan, "izin verilen GDO içeren ürünü hangi üretim-işleme tesisinde ne amaçla kullanacağı (gıdaveya yem amaçlı), gıda üretiminde kullanılacak ise hangi gıdanın ürnetiminde (sos, büsküvi, cips. vs) kullanacağı veya kime satacağı"na dair noter onaylı taahhütname alınacak. İthal edilerek başkasına devredilen veya ne amaçla olursa olsun GDO'lu ürün alan veya satan her kişi-kurum, GDO'lu ürünün kime ve ne amaçla devredildiği hakkında, alım-satım işlemini takip eden 5 iş günü içinde ilgili tarım il müdürlüğüne bilgi verecek. Ürünün fiili ithalatında, üretici veya ihracatçı ülkede bulunan akredite bir laboratuvardan ürünün GDO içerip içermediğine, eğer içeriyor ise hangi gen çeşidini ne miktarda içerdiğine dair analiz belgesi istenecek. O ülkede akredite laboratuvar bulunmadğı durumlarda, diğer ülkelerin akredite laboratuvarlarında bu analiz belgesi alınabilecek.

• 1998 yılının en önemli olayı, ABD Madison kentinde Wisconsin Üniversitesi’nden James Thomson ve ekibini, IVF laboratuvarında dondurulmuş ya da taze 36 tane embriyondan 5 adet insan embriyonik kök hücre serisi ürettiklerini rapor etmesiydi (Science, 282 (5391):1145, 1998). Bu olaydan sonra embriyonik kök hücre araştırmaları hız kazandı.

• Kök Hücre Nedir?Kök hücreler vücudumuzda bütün dokularıve organları oluşturan ana hücrelerdir.Henüz farklılaşmamış olan bu hücreler sınırsız bölünebilme ve kendini yenileme, organ ve dokulara dönüşebilme yeteneğine sahiptir.

Stem (Kök hücreler) nereden sağlanır?

•Totipotent Kök Hücre: Her şeyi yapan anlamında olan bu hücreler her üç germ yaprağına ait hücrelere dönüşmek yanında trofoblastları da yapan hücrelerdir(Zigot, Blastomer safhasındaki hücreler).

•Pluripotent Hücreler: Blastosit içindeki boşlukta yer alan içhücre kitlesi = Embriyonel kök hücre, bu tanım için uygun olup , her üç germ yaprağına ait hücrelere dönüşebilen hücrelerdir.

•Multipotent Kök Hücre: Diğer kök hücrelere göre daha özelleşmiş sadece bir germ yaprağına ait hücre türlerine dönüşebilen hücrelerdir.

• Science Dergisi 2003 yılının en önemli 10 tıp olayı arasında “Kök Hücreler” ile ilgili gelişmeleri göstermiştir.

• Nature Dergisi 2005 yılında bilimsel alandaki 10 beklentiden biri olarak Kök Hücre araştırmalarındaki kısıtlamaların kalkmasını gösterdi.

• Yaşam | 18.01.2008 • ABD’de insan embriyosu kopyalandı• ABD’li araştırmacılar hücre kopyalama teknolojisinden yararlanarak laboratuvar ortamında doku hücresinden embriyo ürettiklerini ilan ettiler. Tıpta benzersiz uygulamaların önünü açacak haber heyecan yarattı.

• Merkezi Amerika Birleşik Devletleri'nin Kaliforniya eyaletinde bulunan Stemagen firması insan hücresinden embriyo ürettiğini açıkladı. Stemagen firmasının araştırma sorumlusu Andrew French, iki yetişkin erkeğin deri hücreleri kullanılarak 5 embriyo yapıldığını, deneyin başarıya ulaştığından emin olmalarının ardından embriyolarıyok ettiklerini söyledi: “Asıl hedefimiz, hastanın hücreleriyle uyum sağlayacak embriyonal kök hücreleri üretmek. Böylece doku ve organ nakilleri de mümkün halegelecek.”

• 20.05.2008 • Kök hücrede melez embriyo dönemi • İngiltere'de Avam Kamarası, tıbbi araştırmalar için insan-hayvan hücrelerinden oluşan embriyolar üretilmesine olanak sağlayan yasayı onayladı. Alman hükümeti melez embriyo araştırmalarına yasağın devam edeceğini duyurdu.

• İnsan Üremesi ve Embriyo Araştırmalarıyasalarında son 20 yılda yapılan en büyük değişiklikle ilgili yasa, Avam Kamarasında 176'yakarşı 336 oyla kabul edildi.

Genetik 2007’ye damgasını vurdu

İnsandan insana değişen genetik yapı, 2007'nin en önemli keşfi kabul edildi.

Genetik, 2007’de en önemli bilimsel gelişmelerin kaydedildiği alan oldu. Bilim dünyasının önemli yayınlarından AmerikanScience dergisi, kök hücre alanındaki araştırmaları da "çığır açıcı önemde" değerlendirdi.

Bilim dünyasının önde gelen yayın organlarından AmerikanScience dergisi, 2007'nin en önemli bilimsel gelişmesi olarak,genetik alanında kaydedilen son gelişmeleri belirledi.

Using his own DNA, J. Craig Venter and his team have decoded a new version of the human genome.

The Diploid Genome Sequence of an Individual HumanSamuel Levy1*, Granger Sutton1, Pauline C. Ng1, Lars Feuk2, Aaron L. Halpern1, Brian P. Walenz1, Nelson

Axelrod1,

Jiaqi Huang1, Ewen F. Kirkness1, Gennady Denisov1, Yuan Lin1, Jeffrey R. MacDonald2, Andy Wing Chun

Pang2,Mary Shago2, Timothy B. Stockwell1, Alexia Tsiamouri1, Vineet Bafna3, Vikas Bansal3, Saul A. Kravitz1, Dana

A. Busam1,

Karen Y. Beeson1, Tina C. McIntosh1, Karin A. Remington1, Josep F. Abril4, John Gill1, Jon Borman1, Yu-Hui

Rogers1,Marvin E. Frazier1, Stephen W. Scherer2, Robert L. Strausberg1, J. Craig Venter1

• “Project Jim” Watson genome sequence published in journal Nature

• Saturday, 19 April 2008

• Page 1 of 2 On Thursday, April 17, 2008, the genome of James Watson was published in the journal Nature. Watson co-discovered the twisted double helix structure of DNA (deoxyribonucleic acid), the substance that carries an organism’s genetic information

• Amerikan Bilimsel İlerleme Derneği (AAAS)tarafından yayımlanan ve bilim dünyasının enprestijli yayınları arasında kabul edilen haftalıkScience dergisine göre insanların genetik yapısındaki farkları ortaya koyan bilimsel araştırmalar 2007’nin en önemli buluşu oldu. Tek nukleotid Polimorfizmi yani kısaca SNP adı verilen“Single Nucleotide Polymorphism”, bir insanın DNAsekansında oluşabilecek küçük değişiklik ya da varyasyonları tanımlamakta kullanılıyor. Uzmanlar,bu alanda önemli insandan insana büyük farklılıklar belirledi.

•Kök hücre araştırmalarında devrim

• Science dergisi Japon ve Amerikalı bilim insanlarıtarafından geliştirilen ve insan derisi hücrelerini kök hücreye dönüştüren yöntemi yılın en önemli ikinci bilimsel olayı seçti.Hasta doku veya organların değiştirilmesinde devrim sayılabilecek buluş,hastanın genetik şifresine göre kök hücre yaratma imkanı sağlıyor ve böylece hastanın dokuyu reddetme riski ortadan kaldırıyor. Yeni teknikte,genetik açıdan değiştirilmiş yetişkin hücreler, kök hücreler kadar esnek hale getirilebiliyor.

• Geliştirilen yeniliğin kök hücre araştırmalarıyla ilgili birçok çekinceyi ortadan kaldırması bekleniyor.

• Yeni aşılar geliyor

• Uzmanlar, insanın bağışıklık sisteminde önemli bir yere sahip T hücreleriyle ilgili önemli noktalara açıklık getirdi. Virüs ve tümörlere karşı yeni aşıların geliştirilmesini sağlayacak yeni buluş da Sciencedergisinin en önemli bilimsel olaylar listesinde sıralandı.

• Nature dergisi, “yılın metodu”dalında da genetik araştırmalarda kullanılan yeni yöntemleri seçti.

İSTANBUL ÜNİVERSİTESİMOLEKÜLER BİYOLOJİ VE

GENETİK BÖLÜMÜ

İLGİNİZ VE DAVETİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİM.