Paylaş

İnsanoğlunun doğada var olmaya başladığı andan itibaren geliştirdiği evrimsel süreç son hızıyla devam ediyor. Doğanın bizlere sunduğu eşsiz özelliklerimiz bugün biyoteknoloji çalışmaları ile hayatımızın her alanına girmiş durumda. Kullanıldığı farklı alanlar ve multidisipliner yaklaşımı ile biyoteknoloji hayatımızı yeniden şekillendiriyor.

Biyoteknoloji, multidisipliner bir yaklaşımla farklı bilim dallarından faydalanarak ve DNA ile genetikte gelinen son teknolojiyi kullanarak bitkileri, hayvanları ve yaşama sahip olan diğer tüm mikroorganizmaları dönüştürmeye, doğal ya da doğal olmayan yöntemlerle ihtiyacımız olan farklı maddelere ve ürünlere çevirmek için kullanılan teknolojilerin tümünü ifade ediyor. Son yıllarda giderek artan bir popülerliğe sahip olan biyoteknoloji, moleküler biyoloji, hücre ve doku biyolojisi, genetik, DNA bilimleri, mikrobiyoloji, fizyoloji ve biyokimya gibi doğa bilimleri ile makine, elektrik-elektronik ve bilgisayar gibi farklı mühendislik dallarından da yararlanıyor. Bu bakış açısı ve yaklaşımı ile de birçok bilimsel faaliyetin ve teknolojik çalışmanın da temelini oluşturuyor. Biyoteknoloji aslen insan, bitki ve hayvan gibi canlı hücreye sahip olan mekanizmalar üzerinde çalışmalar yaptığından özellikle tıp gibi alanlar tarafından çok sık ve derinlemesine kullanılıyor. Bunun yanında teknolojinin başdöndürücü bir hızla ilerlemesi nedeniyle biyoteknoloji; tekstil, gıda, nanoteknoloji, askeri çalışmalar gibi çok farklı alanların da ilgi odağı konumuna geliyor. Artık günümüzde mayalı besinler, ekmekler, yoğurt ve peynir gibi fermente ürünler, sirke, bira vb. birçok sıvı biyoteknolojideki gelişmeler sayesinde üretiliyor. İnsanoğlunun binlerce yıldır devam ettirdiği ve nesilden nesile aktarılarak süregelen sözel bilgiler ve deneyimler, artık bir bilim çatısı altında buluşuyor.

Biyoteknolojinin tarihine bir bakış attığımızda ise aslında bu bilimin temelinin ilk insanlara kadar gittiğini görebiliyoruz. Mağara döneminde bile avcılık ve toplayıcılıkla uğraşan ilk insanların belki de bilmeden bu yöntemleri kullandığı ve doğal olarak biyoteknolojik işlemler yaptığını biliyoruz. Yüzyıllar içerisinde farklı bilim dallarından insanların yaptıkları çalışmalar neticesinde çeşitlenen, evrimleşen ve büyüyen biyoteknoloji, aslen 1800’lü yıllardaki genetik ve hemen ardından DNA üzerine yapılan çalışmalarla temellerini sağlamlaştırdı. Literatüre bakıldığında biyoteknoloji terimini ilk kullanan kişinin Macar mühendis Karl Ereky olduğunu görüyoruz. 1917 yılında çalışmalarını şekillendiren Ereky, canlıların yardımıyla yapılan tüm üretim işlerini bu kapsam altında değerlendiriyordu. Arından 1961 yılında İsveçli bilim adamı Carl Gören Heden, bu çalışmaların kapsamının çok daha geniş olduğunu söyleyerek mikrobiyoloji, biyokimya, kimya mühendisliği gibi farklı dalların ortak çalışmalar yapmaları gerektiğini vurguluyordu. Ona göre endüstriyel biyoteknolojinin, ana üretim süreci olarak fermentasyon ve biyo-transformasyonun yer aldığı ve çeşitli mikroorganizmaların kullanıldığı bir uygulamalı disiplin olması gerekiyordu. Biyoteknoloji hakkında akademik çalışmalar bir yandan devam ederken sanayi de boş durmuyor ve bu alanda her geçen gün yeni bir ürün çıkarıyordu. 1970’li yılların başına gelindiğinde artık DNA teknolojilerinin etkisi çok daha hissedilir oluyordu.

1973 yılında Boyer ve Cohen’in rekombinant DNA teknolojisinin temellerini atması ve 1975’te Kohler ve Milstein’in monoklonal antikorları sentezlemesi biyoteknolojiye olan bakış açısını da tümdem değiştirdi. Rekombinant DNA teknolojisinin ve genetik mühendislik uygulamalarının geliştirilmesiyle klasik biyoteknoloji uygulamalarında kullanılmak üzere çok daha verimli bakteriler yaratıldı. Tarih içerisinde biyoteknoloji üzerine yapılan tüm bu çalışmalar içerisinde ise DNA’nın bulunması ve bu konudaki araştırmalar ayrı bir yere sahiptir. 1950’li yılların hemen başında James Watson ve Francis Crick tarafından yapılan çalışmalarla ortaya konulan DNA (deoksiribonükleik asit) canlı hayatın yapısının, gelişmesinin, evrimleşmesinin ve devamının nasıl sağlandığı konusunda yepyeni boyutlar açmıştır. Tüm genetik çalışmaların içerisinde DNA’nın doğal yapısının belirlenmesi ve bunun üzerine yapılan araştırmalar, canlı organizmaların genetik özelliklerinin değiştirilmesi ve yeni türlerin üretilmesinin yolunu aydınlatmıştır. 15 Asıl amaç insanın daha iyi yaşaması peki bu kadar çabanın asıl amacı nedir? İnsanoğlunun dünya üzerinde var olduğu ilk günden bu yana her zaman için ana bir amacı olmuştur, daha iyi ve uzun yaşamak. Bunun yollarını ve yöntemlerini çok farklı yerlerde ve şekillerde arayan insanoğlu, bilimin gelişmesi ile kendisine çok farklı yönler çizmeye başladı. Uzun ve zorlu yollardan sonra mikrobiyoloji konusunda yapılan tüm çalışmalar, DNA’nın yapısının ve çalışma sisteminin keşfi ile adeta taçlandı. Örneğin modern biyoteknolojinin ilk ürününde pankreasta üretilen, vücudun kan şekeri (glikoz) konsantrasyonunu düzenlemek için kullandığı bir protein hormonu olan insülin kullanıldı. Diyabet hastalarının yaşam kalitesini artıran bu çalışma gibi binlerce bugün hayatımızda kullanılmaya devam ediyor. Modern zamanlarda yaşadığımız bugünlerde teknoloji ve bilimdeki inanılmaz atılımlar ve gelişmeler, teknolojinin her anlamda hayatımızda girmesine olanak veriyor. Biyoteknoloji de bu gelişimden payını alıyor ve özelikle DNA/RNA/protein ve diğer molekül teknolojileri, hücre/doku kültürü mühendisliği, süreç biyoteknolojisi teknikleri, gen ve RNA vektörleri, biyoenformatik ve nanobiyoteknoloji gibi alanlardaki çalışmalar hayatımıza şekil veriyor. Nerelerde karşımıza çıkıyor? Teknolojinin ve son dönemde dijitalleşmenin bu kadar hızlı yaygınlaşması ile biyoteknoloji de her geçen gün hayatımıza daha fazla girmeye başladı ve devam ediyor. Bugün gıdadan tekstile, sanayi ürünlerinden uzay teknolojilerine kadar birçok farklı alanda biyoteknolojik ürünler karşımıza çıkıyor. Sanayi alanında, yeni sebze ve meyve üretiminde, tıp ve sağlıkta, gen araştırmalarında, tarım ve tıbbi bitki üretiminde, protein, vitamin, ilaç alanlarında, kanserle savaşta, organik atıklarda vb. daha sayısız alanda bu teknolojiyi kullanıyoruz.

Günümüzde biyoteknoloji hangi alanlarda kullanılıyor?

  • Sağlık alanında birçok farklı hastalığın tedavisinde
  • Kanser hastalığının tedavi süreçlerinde
  • Kök hücre üretimi ve kullanımında
  • Organ, doku, yapay hücrelerin üretilmesi ve aktarımında
  • Farklı ilaç türlerinin geliştirilmesinde
  • Aşı üretiminde
  • DNA araştırmalarında
  • Askeri çalışmalarda
  • Tarımsal üretim, koruma ve gelişimde
  • Farklı ve yeni ilaç moleküllerinin geliştirilmesinde
  • Hormon üretiminde
  • Gıda üretimi, koruması, saklanması ve dağıtımında
  • Gen çalışmalarında
  • Hayvan araştırmaları ve teknolojilerinde

Geleneksel Biyoteknoloji: Geleneksel biyoteknoloji, mayalı ürünler ile bira, peynir ya da ekmeğin üretimlerinde insanoğlunun yüzyıllardır kullandığı bir uygulamadır. Modern Biyoteknoloji: Günümüzde ileri teknolojilerinin gelişmesiyle ‘modern biyoteknoloji’ ortaya çıkmıştır. Geleneksel biyoteknolojiden farklı olarak rekombinant DNA (dizilimi yeniden düzenlenmiş DNA), hücre fizyonu (gen parçalanması) ve yeni biyo-işleme teknikle Biyoteknolojinin kısa tarih M.Ö. 3000 İlk ekmeğin mayalanması M.Ö. 3000 Alkolün mayalanması M.Ö. 3000 Sirke yapımının öğrenilmesi M.Ö. 2000 İlk şarap yapımı M.Ö. 300 Babil ve Mısır’da bira üretimi 1150 Etanol üretiminin bulunması 1300 Endüstriyel sirke üretimin başlaması 1650 Kültür mantarı üretimi 1818 Mayalanma üzerine çalışmalar 1857 Pasteur tarafından süt asidinin mayalanması 1879 Sirke bakterilerinin keşfi 1897 Mayalanma enzimlerinin keşfi 1900’ler Atık su arıtma tesislerinin kullanılması 1915 Ekmek mayası üretimi 1915 Gliserin üretimi 1944 Streptomisinin bulunması (Schatz ve Waksman) 1949 Vitamin B12 üretimi 1953 DNA yapısının aydınlatılması (Watson ve Crick) 1958 Glutamat üretimi 16 rinin kullanımını beraberinde getirmektedir. Mikrobik Biyoteknoloji: Ancak bir mikroskop yardımıyla görülebilecek kadar küçük organizmalara mikroorganizma denir. Mikroorganizmaların genetiğinin değiştirilmesi mikrobik biyoteknolojinin konusudur. Tarımsal Biyoteknoloji: Tarımsal biyoteknoloji, gıda üretiminde kullanılan ekinleri daha verimli kılacak ya da ürüne istenilen özellikleri kazandıracak genetik değişiklikleri sağlayan teknolojidir. Ekinlere, kuraklığa ve aşırı soğuklara karşı direnç ve daha yüksek verim gibi sahip olduklarından farklı yeni ve yararlı özelliklerin kazandırılması, çaprazlama gibi geleneksel yöntemlerle yüzyıllardan beri yapılmış olan bir uygulamadır. Hayvan Biyoteknolojisi: Hayvan biyoteknolojisinin gelişimiyle birlikte, hayvanların genetik yapısı değiştirilerek daha yararlı özelliklere sahip hayvan ve hayvan ürünleri elde edilmeye başlandı. Fare, tavşan, kuzu, kuş, balık, keçi, sığır ve tavuk biyoteknolojide kullanılan hayvanlara örnek olarak gösterilebilirler. Adli Biyoteknoloji: Bilimin adli davalardaki önemi çok büyüktür. Birçok davanın çözümlenmesi bilimsel kanıtlar sayesinde olur. Adli konularla ilgilenen, hukukla ilişki içerisinde olan bu bilim dalına adli bilim, araştırmalar ve kanıt toplama sırasında genetik yapı incelemeleri yapan teknolojiye de biyoteknoloji denir. Biyoiyileşme (Bioremediation): Hava, su, toprak gibi doğa unsurları; endüstri atıkları, kimyasal sızıntılar, ev atıkları, kimyasal ilaçlamalar gibi insan kaynaklı zararlı maddelerle kirletilmektedirler.

Biyoteknoloji, insan sağlığını koruma ve iyileştirmede kullanılmasının yanı sıra, çevreyi korumada ve çevreye zarar veren faktörlerin azaltılması veya yok edilmesinde de işlev görür. Akuatik Biyoteknoloji (Aquatic Biotechnology): Genetik mühendisliğinin gelişimiyle akuatik biyoteknolojide, daha önce kullanılan bir teknik olan su canlılarının kontrol altında yetiştirildiği su kültürü (aquaculture) yanında, canlıdan canlıya gen aktarımı uygulanmaya başlanmıştır. Kutup denizlerinde dondurucu soğuklarda, okyanusun dibinde yüksek basınç altında, tuzluluk oranının çok büyük olduğu sularda, çok yüksek sıcaklıklarda veya neredeyse ışıksız ortamlarda yaşamaya uyum sağlamış olan su altı canlıları, onlara bu çok çeşitli ortamlarda bulunabilme yetilerini kazandıran farklı genetik bilgilere sahiptirler. Tıbbi Biyoteknoloji: Genetik alanındaki teknolojik gelişmeler sayesinde, insan sağlığının korunumunda, hastalıkların teşhisinde ve tedavisinde, tıbbi biyoteknoloji uyulamaları başlamıştır. Hastalıklı genlerin sağlam genlerle değiştirildiği gen terapisi ve gelişince sinir, kas, kan hücreleri gibi insan vucüdunun çeşitli hücreleri olmak üzere özelleşen olgunlaşmamış hücrelerin kullanıldığı stem hücresi teknolojisi, tıbbi biyoteknolojide uygulanan yöntemlerdendir.