GDO'ların Neleri Var ve Nasıl Üretiliyor?

GDO Nedir?

GDO, "genetiği değiştirilmiş organizma" için kısa. Genetik modifikasyon onlarca yıldır yapılmış ve belirli bir özelliği veya özelliği olan bir bitki veya hayvan yaratmanın en etkili ve hızlı yoludur. DNA diziliminde kesin olarak spesifik değişiklikler yapılmasını sağlar. DNA temel olarak tüm organizma için planı içerdiğinden DNA'daki değişiklikler, organizmanın yapabileceği işlevleri değiştirir.

Doğrudan DNA'yı manipüle etmek için son 40 yılda geliştirilen teknikler kullanarak bunu yapmanın başka yolu yoktur.

Bir organizmayı nasıl genetik olarak değiştiriyorsunuz? Aslında, bu oldukça kapsamlı bir soru. Bir organizma bitki, hayvan, mantar veya bakteri olabilir ve bunların hepsi neredeyse 40 yıldır genetik olarak tasarlanmış olabilir ve olmuştur. İlk genetik mühendisliğindeki organizmalar 1970'lerin başında bakterilerdi. O zamandan beri, genetiği değiştirilmiş bakteri, yüzbinlerce laboratuardan hem bitkilerde hem de hayvanlarda genetik değişiklikler yapan bir atölye haline geldi. Temel gen karışıklığı ve modifikasyonlarının çoğu, çoğunlukla E. coli'nin bazı çeşitlemeleri olan bakteriler kullanılarak hazırlanır ve daha sonra hedef organizmalara aktarılır.

Genetik olarak bitkiler, hayvanlar ya da mikropları değiştirmek için genel yaklaşım kavramsal olarak oldukça benzerdir. Bununla birlikte, bitki ve hayvan hücreleri arasındaki genel farklılıklardan dolayı spesifik teknikler arasında bazı farklılıklar vardır.

Örneğin, bitki hücrelerinde hücre duvarları bulunur ve hayvan hücreleri yoktur.

Bitki ve Hayvanlardaki Genetik Değiştirme Nedenleri

GM hayvanları öncelikli olarak, genellikle ilaç geliştirme için kullanılan model biyolojik sistemler olarak araştırma amaçlı yapılır. Hayvanlar gibi floresan balıklar ve hastalık taşıyan sivrisineklerin kontrolüne yardımcı olmak için GM sivrisinek gibi diğer ticari amaçlar için geliştirilmiş bazı GM hayvanları var.

Bununla birlikte, bunlar temel biyolojik araştırmaların dışında nispeten sınırlı bir uygulamadır. Şu ana kadar hiç bir GM hayatı bir gıda kaynağı olarak onaylanmadı. Ancak, onay süreci boyunca ilerleyen AquaAdvantage Somon ile bu durum değişebilir.

Bununla birlikte, bitkilerle durum farklı. Bir sürü bitki araştırması için modifiye edilirken, mahsul genetik modifikasyonunun çoğu amacı ticari veya sosyal açıdan faydalı bitki suşu yapmaktır. Örneğin, bitkiler, Gökkuşağı Papaya gibi hastalıklara neden olan bir zararlıya karşı geliştirilmiş dirençle veya daralan, belki de daha soğuk bir bölgede yetişme yeteneği ile geliştirildiğinde verim artırılabilir. Bitmeyen Yaz Domatesleri gibi daha uzun süre kalmış olan meyve, hasattan sonra kullanım için raf zamanında daha fazla zaman sağlar. Ayrıca, vitamin A bakımından zengin olacak şekilde tasarlanmış olan Altın Pirinç veya esmerleşmeyen Arctic Elma gibi meyvelerin yararlılığı gibi besleyici değeri arttırıcı özellikler de yapılmıştır.

Esas olarak, spesifik bir genin eklenmesi ya da engellenmesiyle tezahür edebilecek herhangi bir özellik tanıtılır. Birden fazla gen gerektiren özellikler de yönetilebilir, ancak bu, ticari bitkilerle henüz elde edilemeyen daha karmaşık bir işlemi gerektirir.

Gen Nedir?

Yeni genlerin organizmalara nasıl yerleştirildiğini açıklamadan önce, bir genin ne olduğunu anlamak önemlidir. Birçoğunun bildiği gibi, genler kısmen basitçe A, T, C, G olarak belirtilen dört bazdan oluşan DNA'dan oluşurlar. Bir genin bir DNA şeridinde bir sıradaki bu bazların doğrusal sırası, belirli bir protein için bir kod, tıpkı harfler gibi bir cümle metin kod satırında.

Proteinler, çeşitli kombinasyonlarda birbirine bağlı amino asitlerden yapılmış büyük biyolojik moleküllerdir. Amino asitlerin doğru kombinasyonu birbirine bağlandığında, amino asit zinciri belirli bir işlev ve reaksiyonu gerçekleştirmek için belirli bir şekle ve doğru kimyasal özelliklere sahip bir proteine ​​katlanır. Canlılar büyük oranda proteinlerden oluşur. Bazı proteinler, kimyasal reaksiyonları katalize eden enzimlerdir; diğerleri materyali hücrelere taşır ve bazıları diğer proteinleri veya protein kaskadlarını aktive eden veya devre dışı bırakan anahtarlar gibi davranır.

Böylece, yeni bir gen eklendiğinde, yeni bir protein yapabilmesi için hücreye kod dizisi verir.

Hücreler Genlerini Nasıl Düzenlerler?

Bitkilerde ve hayvan hücrelerinde hemen hemen tüm DNA, kromozomlara sarılmış birkaç uzun lif halinde emredilir. Genler aslında bir DNA kromozomunu oluşturan uzun DNA dizisinin küçük kesitleri. Her hücre çoğaldığında, tüm kromozomlar önce kopyalanır. Bu, hücre için talimatların merkezi kümesidir ve her nesne hücresi bir kopyası alır. Dolayısıyla, hücrenin belirli bir nitelik kazandıran yeni bir protein yapmasını sağlayan yeni bir geni tanıtmak için, uzun kromozom dizilimlerinin birine biraz DNA eklemesi yeterlidir. DNA yerleştirildikten sonra, hücre, diğer tüm genler gibi çoğaldığında, herhangi bir kızı hücresine geçirilir.

Aslında, kromozomlardan ayrı hücrelerde belirli DNA türleri korunabilir ve bu yapıları kullanarak genler eklenebilir, böylece kromozomal DNA'ya entegre olmazlar. Bununla birlikte, bu yaklaşımla, hücrenin kromozomal DNA'sı değiştiğinden, genellikle birkaç tekrarlamadan sonra tüm hücrelerde tutulmaz. Bitki mühendisliği için kullanılan süreçler gibi kalıcı ve devralınabilir genetik modifikasyon için kromozom modifikasyonları kullanılır.

Yeni Bir Gen Nasıl Eklenir?

Genetik mühendisliği, organizmanın kromozomal DNA'sına yeni bir DNA baz dizisinin (genelde bir bütün gene karşılık gelir) eklenmesini ifade eder. Bu kavramsal açıdan açık görünebilir, ancak teknik olarak, biraz daha karışık hale gelir. Sağdaki DNA sekansını, doğru bağlamda kromozom içine doğru sinyallerle almak için hücrelere bir gen olduğunu ve yeni bir protein yapmak için onu kullanmasını sağlayan birçok teknik ayrıntı vardır.

Neredeyse tüm genetik mühendislik prosedürleri için ortak olan dört ana unsur vardır:

1. Önce, bir gene ihtiyaç duyarsınız. Bu, belirli baz dizileri ile fiziksel DNA molekülüne ihtiyacınız olduğu anlamına gelir. Geleneksel olarak, bu sekanslar birkaç zahmetli tekniğin herhangi birini kullanarak doğrudan bir organizmadan elde edildi. Günümüzde, bir organizmadan DNA çıkarmaktan ziyade, bilimadamları tipik olarak A, T, C ve G temel kimyasal maddelerden sentez yapmaktadır. Bir kez elde edilen sekans, küçük bir kromozom gibi bir bakteri DNA'sına (bir plazmid) eklenebilir ve bakteri hızla çoğaldığından, ihtiyaç duyulan genin büyük kısmı yapılabilir.
2. Geni aldıktan sonra, hücrenin tanıması ve ifade etmesi için DNA zincirinin çevrelediği DNA dizisine yerleştirmeniz gerekir. Prensip olarak, bu, hücrenin geni ifade etmesini işaret eden bir promotör olarak adlandırılan küçük bir DNA dizisine ihtiyacınız olduğu anlamına gelir.
3. Eklenecek olan ana gene ek olarak, genellikle bir işaretleyici veya seçki sağlamak için ikinci bir gen gereklidir. Bu ikinci gen esasen geni içeren hücreleri tanımlamak için kullanılan bir araçtır.
4. Son olarak, yeni DNA'yı (yani, yükseltici, yeni gen ve seçim markörü) organizmanın hücrelerine iletmenin bir yöntemine sahip olmak gereklidir. Bunu yapmanın çeşitli yolları var. Bitkiler için en sevdiğim, DNA kaplı tungsten veya altın parçacıklarını hücrelere çekmek için modifiye edilmiş bir 22 tüfeği kullanan gen silahı yaklaşımım.

Hayvan hücrelerinde DNA'yı kaplayan veya kompleksleştiren ve hücre membranlarından geçmesini sağlayan birçok transfeksiyon reaktifleri vardır. DNA'nın, geni hücrelere taşımak için bir gen vektörü olarak kullanılabilen modifiye edilmiş viral DNA ile bir araya getirilmesi de yaygın olarak görülür. Modifiye viral DNA, hücreleri enfekte edebilen ve geni taşıyan DNA'yı yerleştiren, ancak yeni virüs oluşturmak için replike olamayan bir yalancı virüs yapmak için normal viral proteinlerle kapsüllenebilir.

Pek çok dikot bitki için, gen, Agrobacterium tumefaciens bakterilerinin T-DNA taşıyıcısının değiştirilmiş bir varyantına yerleştirilebilir. Birkaç diğer yaklaşım da vardır. Bununla birlikte, çoğu durumda, çok az sayıda hücre, mühendislik yapılan hücrelerin seçimini bu prosesin önemli bir parçası haline getirir. Bu nedenle genellikle bir seçim ya da işaretleyici gen gereklidir.

Fakat, Genetik Mühendisliğinde Bir Fare veya Domates Nasıl Yapılırsınız?

Bir GMO, milyonlarca hücrenin bulunduğu bir organizmadır ve yukarıdaki teknik, tek hücrelerin genetik olarak nasıl mühendislik yapacağını gerçekten açıklar. Bununla birlikte, bütün bir organizmayı üretme süreci, aslında, bu genetik mühendislik tekniklerinin germ hücreleri üzerinde (yani, sperm ve yumurta hücreleri) kullanılmasını içerir. Anahtar gen eklendikten sonra, sürecin geri kalan kısmı temel olarak vücudundaki tüm hücrelerdeki yeni geni içeren bitkiler veya hayvanlar üretmek için genetik ıslah teknikleri kullanır. Genetik mühendisliği gerçekten sadece hücreler için yapılır. Gerisini biyoloji yapar.