DNA’nın Kullanım Alanları – DNA Tıpta Nerelerde Kullanılır? Örnekler

0

.Yaşamın şifresini oluşturan DNA’nın kullanım alanları nelerdir? Tıpta DNA hangi bilimsel uygulamalarda kullanılır, örnekler nelerdir?

DNA Testi

DNA

Yaşamın özünü oluşturan molekül dezoksiribonükleikasit her bireyi hem biyolojik açıdan insan hem de benzersiz yapan komutları içerir.

Tüm hücrelerin çekirdeğinde bulunan DNA, nükleotit zincirlerden oluşur. Nükleotitler, dönüşümlü şeker ve fosfat bileşenleri ve dört azot bazının birinden -adenin, timin, sitozin ve guanin- meydana gelir. Zincirler, azot-baz çiftleri içeride kalacak şekilde birbirlerine dolanarak Francis Crick ve James Watson’ın 1953’te keşfettiği çift sarmalı oluşturur.

Azot bazları her zaman belirli bir şekilde eşleştiği için -sitozin guaninle, adenin timinle- bükülmüş merdivenin tek bir basamağı bütünün modeli olarak işlev görür Hücre bölünmesinden önce sarmal açılır ve yavru hücreler tek bir zinciri şablon olarak kullanıp tam bir kopya oluşturun

Bu baz çiftlerinin zincirlerdeki sırası, amino asitlere proteinler halinde nasıl düzenleneceklerini -mesajcı molekül ribonükleik asit (RNA) aracılığıyla- bildiren basit bir dildir. Proteinler kasların kasılmasından büyümeye kadar vücuttaki hemen her işlevi denetler.

gdo

GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ÜRÜNLER

İnsanlar binlerce yıl boyunca en iyi bitkileri seçip ayırarak ya da farklı özelliklere sahip bitkilerin çapraz tozlaşmasını sağlayarak olumlu özelliklere -kuraklığa dayanıklılık, lezzetli meyve- sahip bitkiler yetiştirdiler

Ancak 1980’lerde, bir bitkiden (ya da bazı durumlarda bakteri veya virüsten) alınan genetik materyalin doğrudan başka bir bitkinin genleri içine eklenmesiyle daha iyi örnek yaratmaca dayanan yeni bir yöntem ortaya çıktı. Genetiği değiştirilmiş ürünlerin en yaygınları mısır; soya fasulyesi, kanola, pamuk ve patatestir. Amerikalıların çoğu, işlenmiş gıdaların büyük bölümünde bulunan genetiği değiştirilmiş bu ürünleri farkında olmadan yer

Normalde genetik değişiklikler; bir ürünün hastalığa, böceklere, tarım ilaçlarına ve zararlı otlan yok eden ilaçlara direncini artırmayı amaçlar ilk adım, bir organizmanın İstenen gen dizisinin bulunması ve izole edilmesidir. Bu ise ancak 20. yüzyılın son 10-20 yılında gelişen sofistike gen haritası teknikleriyle olanaklı hale gelmiştir. Yeni genleri konakçıya uygulamanın farklı yöntemleri vardır. En çok kullanılan yöntemlerden biri genleri bitkilerdeki kök urunun doğal nedeni olan agrobacterium tumefaciens adlı bakteriye eklemek ve sonra da değiştirilmiş bakterilerin hedef bitkiye bulaşmasını sağlamaktır. Başka bir yöntem ise istenen DNA’yı mikroskopik altın yada tungsten parçacıklarına bağladıktan sonra bunları yüksek basınçta gaz kullanarak hedef hücreler içine fırlatmaktır.

Çiftçilerin daha fazla gıdayı daha ucuza üretmesini ve bu arada daha az böcek ve zararlı ot öldürücü kimyasal madde kullanmasını sağlayan genetiği değiştirilmiş bitkiler bazı insanlar tarafından giderek kalabalıklaşan ve açlık düzeyi artan dünyanın umudu olarak görülüyor. DSÖ’nün bu ürünlerin olasılıkla insan sağlığı açısından riskli olmadığı açıklamasına rağmen yine de tartışmalı bir konu olmayı sürdürüyor. Bir çok insan bu bitkileri sağlık üzerinde bilinmeyen etkileri olabileceği, besinlere alerjen bulaştırabileceği veya genetik özelliklerin başka bitkilere de geçebileceği konularında kaygı duyuyor.

Akkaraman koyunu

HAYVAN KLONLANMASI

Hayvan yetiştiricileri suni döllemeyi ve üremeye yardımcı diğer teknolojileri yıllardır kullanıyor. Bu yöntemde, üreticilerin elinde dişi ile erkeği seçme şansı olsa da eşeyli üremenin belirsizlikleri geçerliliğini korur. Hangi özellikler yavruya geçecek? Yavru erkek mi dişi mi olacak? Oysa klonlama, istenen özellikleri için seçilen hayvanın tam bir genetik kopyasını verir. Belirli bir iklimde iyi gelişmesi, etinin yağsız olması veya süt üretmesi bu özellikler arasında yer alır

Klonlanmış ünlü koyun Dolly’nin 1996’da doğmasından bu yana bilim insanları sığır; domuz ve keçinin yanı sıra başka hayvanları da başarıyla klonladılar

Bu hayvanların çoğu, Dolly gibi, bedensel hücre çekirdeği aktarımı adı verilen bir yöntemle yaratıldı. Bu işlemde bilim insanları olgunlaşmamış bir yumurtadan DNA içeren çekirdeği çıkarıp yerine verici hayvanın hücresinden alınan çekirdeği yerleştirir. Kaynaşan hücre yaşar ve bölünürse, ortaya çıkan embriyo taşıyıcı annenin rahmine yerleştirilir. Gıda amaçlı yetiştirilen hayvanlardan ziyade kaliteli damızlıklar yaratmak için kullanılan pahalı bir yöntemdir. ABD Tarım Bakanlığı 2008’de, ABD’de sayılarının 600 olduğu tahmin edilen klon hayvanların üreticilerinden hayvanların sütünü ya da etini pazara götürmeyi bir süre daha ertelemelerini istedi. Bakanlığın amacı, bu ürünlerin problemsiz ve kusursuz bir şekilde piyasaya çıkmasını sağlamaktı.

Aynı yıl ABD Gıda ve ilaç Dairesi klonlanmış hayvan kaynaklı gıdalara ilişkin araştırmaların değerlendirildiği bir raporda bunların insanlar için normal hayvansal ürünler kadar güvenli olduğunu açıkladı. Raporda geleneksel usullerle yetiştirilen çiftlik hayvanlarıyla kıyaslandığında klonlanmış hayvanlarda sağlık problemlerinin daha fazla olduğu, bu hayvanların daha erken bir yaşta ölme olasılığının ve taşıyıcı annelerdeki komplikasyonların daha fazla olduğu da bildiriliyordu.

laboratuvar et

LABORATUVARDA ÜRETİLEN ET

Nefes alıp veren bir canlıyı öldürmeden laboratuvarda et üretmek mümkün mü? Büyük ölçekli canlı hayvan işletmelerinin hayvanlara çektirdiği acı ve çevreye yaptığı tahribat nedeniyle kaygı duyan çevreciler ve hayvan hakları savunucularının yanı sıra biyomühendislerden oluşan küçük bir grubun umudu bu. İnsanların ürettiği sera gazlarında hayvancılığın payı ulaşımın payından bile yüksek.

Deney tüpünde et üretme girişimleri, sürekli bölünüp deri, kan, kemik ve beyin hücreleri gibi çeşitli özelleşmiş
hücre tiplerine dönüşebilen kök hücrelerle başladı. 2012’de Hollanda’daki Maastricht Üniversitesi’nden bir bilim insanı, inek miyosatelit hücrelerini,yani hasarlı kasları onarmak için hızla çoğalan kök hücreleri kullanarak kas şeritleri yaptığını ilan etti.

Hücreleri dana serumunda kültürlemiş ve kimyasal bileşiklerden hazırlanan sentetik bir yapı iskelesine yüklemişti,

Bu tür bir deneyin büyük ölçeğe aktarılması oldukça zor görünürken lezzet testine ise tabii ki daha yıllar var.

tüp bebek

TÜP BEBEK

Doğurganlık konusunda araştırma yapan ingiliz bilim insanı Robert Edwards’ın gebe kalmanın esrarını çözmesi onlarca yıl sürdü. Başlangıçta hayvanlar üzerinde çalışırken sonra yıllarca insan yumurtalarını petri kabında döllemek ve büyütmek için doğru hormonal koşulları yaratmaya uğraştı. Sonunda gerçekleştirdiği başarılı aşılama 1978’de “tüp bebek” Louise Brown’ın doğumuyla sonuçlandı.

Kısırlığın pahalı da olsa yaygın bir çözümü olan tüp bebek (IVF) yönteminde ilk olarak birden fazla yumurtanın oluşmasını sağlamak için kadına doğurganlık artırıcı ilaçlar verilir. Daha sonra içi boş bir iğnenin kullanıldığı küçük bir cerrahi işlemle yumurtalıktaki yumurtalar alınır. Her yumurta binlerce spermle birlikte kuluçka makinesine koyulur. Ertesi gün doktorlar döllenmenin gerçekleşip gerçekleşmediğini kontrol eder. Üçüncü güne gelindiğinde embriyo 6-8 hücreye bölünmüştür ve ince plastik bir tüp yoluyla kadının rahmine aktarılabilir.

Bazen olasılığı artırmak için birden fazla embriyo yerleştirilse de Amerikan Üreme Tıbbı Derneği yüksek riskli çoklu doğumları Önlemek için 35 yaşından genç kadınlara ikiden fazla embriyonun yerleştirilmesini önermiyor.

Tüp bebek teknolojisi çok gelişmiş olsa da başarısı yumurta ve sperm kalitesine bağlıdır. Kadınların yumurta kalitesi yaşla birlikte azalır. Bu problem bazen verici yumurtası kullanılarak çözümlenir. Sperm sayısı düşükse ya da hareketlilikleri azsa, tek bir sperm doğrudan yumurta içine enjekte edilebilir.

kanser hücreleri

KANSER

Kanserde hücreler kontrolden çıkar. Hücrelere yeni doku oluşturmak ya da yitirilen hücrelerin yerini almak için çoğalmaları gerektiğini veya yaşlı veya hasarlı oldukları için ölmeleri gerektiğini söyleyen girift genetik programlamada bazen bir şeyler yanlış gider. Kanserin risk faktörleri iyi bilinse de genetik hasarın nedenini genellikle saptayamayız. Birçok gen etkilenmiş olabilir. Neden ne olursa olsun etki aynıdır; anormal hücreler çılgınca ve kontrolsüz bir şekilde büyür.

Hücreler tümör oluşturana kadar çoğalır. Kanser hücreleri, ya doğrudan bitişik dokuyu istila ederek ya da kan dolaşımı ve lenf sistemi yoluyla vücudun uzak kesimlerine ulaşarak sinsice yayılır.

Vücudun hemen her yerinde ortaya çıkabilen kanser ilk çıktığı yere ve kaynaklandığı hücre tipine göre adlandırılır. Örneğin melanom, pigment üretiminden sorumlu olan melanositler adlı deri hücrelerinde başlar. Genetik değişiklikler, olasılıkla güneşe maruz kalmanın da etkisiyle melanositlerin kontrolden çıkmasına neden olur.

Erken fark edilmezlerse kan damarları yoluyla akciğerler ya da beyin gibi uzak bölgelere yayılarak metastatik melanoma dönüşürler.

Doktorlar kanserin seyrini öngörmek ve tedavi biçimine karar vermek için söz konusu kanserin türüne bazıları çok ölümcüldür; bazıları ise hemen hemen her zaman tedavi edilebilir ve hücrelerin yayılma derecesine bakarlar. Kanser hücrelerinin mikroskopla nasıl göründüğünü de hesaba katarlar. Agresif kanser hücreleri genellikle başkalaşım göstermemiş olurlar; basit, olgunlaşmamış ve kaynaklandıkları özel hücre tipinden farklıdırlar

Kanserlerin ancak birkaç tanesi tamamen genetik kökenlidir.

Araştırmalar, kanserlerin 3’te 2 kadar yüksek bir oranının tütün kullanımı, meyve ve sebzenin az yer tuttuğu yüksek yağ içerikli beslenme biçimi, bazı enfeksiyonlar, radyasyona veya çevre kirliliğine maruz kalma gibi çevresel faktörlerle ilişkili olduğunu gösteriyor

Bu faktörler ve bazıları kalıtsal olabilen rastgele genetik mutasyonlar birbirini tetikliyor.

Kıkırdak doku

DOKU KÜLTÜRLEME

Gelişmekte olan yenileyici (rejeneratif) tıbbın çıtası yüksek; hastaların beden parçalarını yenilemeyi hedefliyor. Parçalar dediğimizde çelik pimler ve silikondan değil, canlı hücrelerden, dokudan, hatta organlardan söz ediyoruz. Henüz büyük ölçüde deneysel bir girişim olan bu alanda bazı büyük başarılar da kaydedildi.

2006’da Kuzey Carolina’da, Wake Forest Yenileyici Tıp Enstitüsü’ndeki araştırmacılar laboratuvar ürünü ilk işlevsel organları -yeni mesaneler- insanlara başarıyla naklettiklerini ilan ettiler.

Bilim insanları çeşitli hastalardan aldıkları mesane ve kas hücrelerini laboratuvarda ürettiler. Bu hücreleri kullanarak, biyolojik olarak parçalanabilen bir maddeden yapılmış mesane biçimli bir yapı iskelesinin dışını kas hücreleri, içini mesane hücreleriyle kapladılar. Hücreler büyüyüp birleştikçe yapı iskelesi eridi.

Daha yeni bir çalışmada, Pittsburgh Üniversitesi McGowan Yenileyici Tıp Enstitüsü’ndeki bilim insanları hasarlı bölge içine dikilen yapı iskelesini -domuz mesanesinden alınan, hücre dışı matriks denilen bir tabaka-kullanarak yeni kas gelişimini sağladılar.

Hücre dışı matriks daha çok kolajenden oluşan, hücreleri tutan ve bağ dokuda büyümelerine rehberlik eden maddedir. Kendi hücrelerinden yoksun kalan verici domuz matriksi, hastaların kök hücrelerini -hızla çoğalan ve belirli hücre tiplerine dönüşebilen büyüme ve onarım hücreleri- hasarlı bölgeye ve kas hücrelerine gitmeye teşvik etmişti.

Bilim insanları şimdi de karaciğer, böbrek ve kalp dokusu oluşturmaya çalışıyor

Yenileyici tıp geleneksel organ naklinin iki büyük sorununu çözmeyi vaat ediyor. Verici organlarının azlığı ve nakledilen yabancı dokunun vücudun bağışıklık sistemi tarafından reddedilmesi.

kök hücre

KÖK HÜCRE TEDAVİSİ

Kök hücreler İnsan vücudunun temel hücreleridir. Hızla çoğalarak ve çeşitli biçimler alarak yeni organlar ve dokular oluştururlar. Birkaç günlük bir embriyodan alınan kök hücreler, beyin hücrelerinden vücudun iç yüzeylerini kaplayan hücrelere kadar vücudun yüzlerce özelleşmiş hücre tipinden herhangi birine dönüşebilir. Kemik iliğindeki kök hücreler ve bebeğin göbek kordonundaki kan, yeni kan ve bağışıklık sistemi hücreleri oluşturur. Deri, kas ve çeşitli organlardaki kök hücreler ise bu dokuları onarmak için yeni hücreler üretir.

Bilim insanları onlarca yıl boyunca bu özel büyüme ve onarım motorlarını vücudun hastalıklı kısımlarını sağaltmak İçin kullanmanın yollarını arayıp durdular. 1956’da New York, Cooperstown’da löseminin son evresinde olan 3 yaşındaki bir kız çocuğuna uygulanan ilk başarılı kemik iliği nakli aslında tam bir başarı sayılmazdı.

Çocuğun ışın uygulanmış kemik iliği tek yumurta ikizinin kök hücre yüklü kemik iliğiyle kurtarıldıysa da 6 ay sonra kanser tekrarlamış ve çocuk ölmüştü.

Uygulanan prosedür kök hücre tedavisinin taşıdığı potansiyelin ilk göstergesiydi.

Bugün her yıl 15 bin Amerikalıya uygulanan kemik iliği ya da kordon kanı nakli, hastalık veya kemoterapinin yıkıcı etkileri nedeniyle kemik iliği, kan hücreleri yapma işlevini yerine getirmeyen insanlar için yerleşmiş (ama güç) bir tedavidir.

Henüz deney aşamasında olsa da, kök hücre tedavisinin daha genel uygulamaları omurilik, beyin ve kalp hasarının onarılmasında ümit vaat ediyor.

Kök hücre tıbbındaki araştırmalar ilk başlarda çok erken evredeki embriyolardan alınan hücre hatlarının kullanılmasına ilişkin anlaşmazlık nedeniyle sekteye uğradı. Ancak 21. yüzyılda, araştırmalar daha çok erişkin kök hücrelerine odaklanıyor.

2006’da Japonya’nın Kyoto Üniversitesindeki bilim insanları sıradan kök hücreleri -örneğin bağ dokudaki kök hücreler- pluripotent (çok potansiyelli) hale getirmenin ve vücuttaki herhangi bir hücreye dönüşmelerini sağlamanın yolunu keşfettiklerinde büyük bir ilerleme kaydedildi.

gen tedavisi

GEN TEDAVİSİ

Genler bedeni oluşturmaya ve çalıştırmaya yönelik kullanım talimatlarına benzediğine göre, vücudun işleyişindeki kronik kusurlar doğrudan talimatlar hedef alınarak giderilemez mi? Düşünce çok doğru görünebilir ama insan genetiğinin karmaşıklığı düşünüldüğünde bu pek de kolay bir iş sayılmaz.

1990’da ABD Ulusal Sağlık Enstitülerindeki bilim insanları “balon bebek” sendromu olarak da adlandırılan birleşik bağışıklık yetmezliği (SCID) olan iki kız çocuğunu tedavi ederek gen tedavisini ilk kez insanlar üzerinde denediler. Çocukların kusurlu akyuvarlarını aldılar. İletim maddesi olarak virüsleri kullanarak normal genleri uyguladılar Sonra da hücreleri tekrar hastalara enjekte ettiler. Sonuçlar ümit vericiydi. 2000’de ise Paris’ten bir ekip, SCID’nin farklı bir biçimine sahip 10 erkek çocuk üzerinde uygulanan gen tedavisi deneyinin sonuçlarını açıkladı. Çocuklara kendi düzeltilmiş kemik iliği hücreleri nakledilmiş ve uygulamanın ardından çocuklann dokuzunda bağışıklık sistemi çalışmaya başlamıştı. Ama ne yazık ki iki yıl sonra, görünüşe göre

çocukların düzeltilmiş DNA’sını iletmek için kullanılan virüsün hücre büyümesini düzenleyen bir genin yakınına yerleşmesi nedeniyle, bir çocukta, ardından bir diğerinde lösemiye benzer bir hastalığın ortaya çıktığı bildirildi. Bu endişe verici haberler sadece Fransa’daki değil, diğer ülkelerdeki çalışmaların da durdurulmasına yol açtı.

SCID yıllarca gen tedavisinin birkaç başarı öyküsünden biri oldu. İlk deneylerden bu yana yöntem, bütün dünyada birkaç düzine insanda deneysel olarak-ve başarıyla-kullanıldı. Son gen tedavisi deneyleri, lösemi, doğuştan körlük ve sinirleri kaplayan yağlı tabakayı tutan dejeneratif bir beyin hastalığının da tedavisinde ümit vaat eden sonuçlara yol açtı. 2012’de Pennsylvania Üniversitesi’nden bir ekip, insan bağışıklık yetersizliği virüsü (HIV) açısından pozitif olan ve gen tedavisiyle tedavi edilen 43 hastanın 10 yılı aşan bir süre sonra hâlâ sağlıklı olduğunu bildirdi. Bu hastaların 41 ‘inde, virüse direnmeleri için genetik olarak değiştirilmiş bağışıklık hücrelerinin hâlâ canlı olması ise hayat boyu ilaç tedavisinin olası bir alternatifini müjdeliyor.


Bir Yorum Yazmak İster misiniz?