Genetik Mucize: CRISPR

Uzun bir okul dönemini atlattık ve yeniden sizlerleyiz. Yaz tatilinde sitemizi iyice aktifleştirip daha da zenginleştireceğiz. Bunun için oldukça heyecanlıyız ve heyecan verici yazılarımızla sizleri de etkileyeceğimize inanıyoruz. Bugunki yazım 21. yüzyılın genetik dalındaki belki de en önemli bilimsel gelişmesi üzerine olacak. Aslında içinde bulunduğumuz bu yüzyılda moleküler biyoloji ve genetik alanındaki gelişmelerde bir patlama yaşanıyor ancak bu gelişmeler içerisinden hiçbiri, sağladığı hız, kolaylık ve fiyat ucuzluğu nedeniyle, CRISPR teknolojisi kadar ün yapmadı. Bugün sizleri bu gelişmeye dair araştırmalarımı bu yazıma akatararak aydınlatmaya çalışacağım.

 

21. yüzyılın daha henüz başındayken 2001 yılında üç milyar harften oluşan insan genomu tamamıyla çözülmüştü. Bu güzel bir gelişmeydi ancak bu genomlarda yatan kalıtımsal hastalıkların tedavileri için bu genomların üstünde işlemler yapmak gerekecekti ve bu modifikasyonları 10 yıl civarında beklememiz gerekecekti. 2013 yılında bir yemek şirketi olan ‘Danisco’ daki bilim insanları, E.coli bakterisinde tekrarlanan DNA dizilerinin bakteriler tarafından virüs enfeksiyonlarına karşı bir savunma mekanizması olarak kullanıldığını keşfettiler. İşte bu dizilere, düzenli aralıklarla bölünmüş palindromik tekrar kümeleri (Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats) yani ‘CRISPR’ adı verildi. Bakteriler, virüslere karşı, Cas9 enzimini kullanarak virüsün DNA çift zincirini hedefleyip keserek virüslerin çoğalmasını engelleyebiliyorlar.

 

Cas9 adı verilen enzime dayanan bu teknikte enzim, rRNA (rehber RNA) yardımıyla hedeflenen DNA bölgesine yönlendirilip hedeflenen genlerin silinmesi veya eklenmesi sağlanıyor. Araştırmacıların tek ihtiyaç duyduğu RNA parçacığını sipariş etmek. Diğer bileşenler herhangi bir laboratuvarda çok rahat bir şekilde bulunabilecek türden. Bu teknolojinin tüm maaliyeti 30 dolar civarında. Bu her laboratuvarın bu teknolojiye ulaşmasını sağlaması açısından çok adil bir gelişme. Dr. Haber bunun büyük bir devrim olduğunu belirtiyor.

 

 

Araştırmacılar geleneksel olarak fareler ve meyve sinekleri üzerinden genetik değişmeler yapsa da CRISPR sayesinde artık hemen hemen her canlı üzerinde genetik değişimler yapmanın kolay yolu açılmış durumda. Son zamanlarda Amerika’da araştırmacılar CRISPR teknolojisi ile insanlar üzerinde zehirli olan bir mantar türünün genetiğini değiştirdiğini duyurdular. Bunu yanısıra hastalık nedeni olarak bir takım parazitlerin de genetiği bu teknoloji ile değiştirilerek biyolojik yakıta dönüştürüldüğü duyuruldu.

 

Az önce de söylediğimiz gibi gelenekselleşmiş kobay canlıların dışında başka canlılarda bu teknik denendi. Özellikle hayvanlardaki deney dikkat çekiyor. Tüberküloz (TB) hastalığı Asya ve Afrika’daki sığır çiftleri için sorun teşkil ediyor. Ancak bu hastalığın direncini sağlayan bileşen doğada doğal olarak bulunuyordu. Bu, bilim adamlarının da işini kolaylaştırdı. Yapmaları gereken, TB direncini sağlayan ‘makrofaj-1 proteinini (NRAMP1) kodlayan geni CRISPR tekniğinin sıkıştırılmış düzenleme sistemini kurarak inek embriyolarının genomuna yerleştirmek oldu. Bunu yapan bilim adamlarının A&F Üniversitesi’nden olduğunu dipnot olarak ekleyelim.

 

CRISPR gen lokusunu tam anlamıyla inceleyecek olursak: Cas genleri, onu takip eden lider dizi ve sonrasında gelen tekrar (repeat) ve aralık (spacer) dizileridir. Tekrar dizileri bir canlı için tamamen aynı olmakla birlikte bu tekrarların arasındaki aralık dizileri birbirinden farklılık göstermektedir. Cas ise bu bağışıklık sisteminde görev alan proteinlerin genel adıdır.

 

 

Genel hatları ile sistemi şu şekilde özetleyebiliriz: Öncelikle organizma bir virüs tarafından enfekte edilir. Ardından bu virüsün DNA’sı hücre tarafından parçalanır ve bu parçalar arasından bir ön-aralık (protospacer) geni seçilir. Seçilen bu gen çeşitli proteinler tarafından işlendikten sonra CRISPR lokusunda lider genin hemen sonrasına, yeni bir tekrar geni ile birlikte eklenir ve aralık geni adını alır. Bu genlerin her biri farklı bir virüsten alınmıştır ve bu da bizim aralık genlerinin birbirlerinden farklı olduğunu kanıtlamamızı sağlar. Daha sonra bu tekrar ve aralık bölgelerinden sentezlenen CRISPR RNA’lar (crRNA) belirli Cas proteinlerinin de yardımı ile kesilir ve işlenir. İşlenmiş crRNA’lar başka Cas proteinleri ile birleşerek CRISPR ribonükleoprotein komplekslerini (crRNP) oluşturur. Hücrenin aynı virüs ile tekrar enfekte edilmesi durumunda ise virüsün DNA’sına karşılık gelen aralık dizisini taşıyan crRNP’ler virüs DNA’sını tanır ve Cas proteinlerinin nükleaz aktivitesi ile yabancı DNA parçalanır.

 

 

Böylesine önemli bir buluşu doğal olarak insanlar üzerinde deneyerek mutasyon problemlerini, kromatin yapısındaki sorunları ve diğer bütün olumsuz durumları ortadan kaldırmak isteriz. Ancak bu buluş da ‘etiklik’ unsurundan dolayı diğer bir çok genetik gelişmeler gibi gelecekteki etkileri tartışılan bir buluş. Yine de bu mucizevi buluş, ilerleyen yıllarda başta bitkisel besin ve hayvanların verimlerini artırmak olmak üzere bir çok alanda kullanılacak gibi gözüküyor. Önümüzdeki yılların Moleküler Biyoloji ve Genetik Mühendisliğinin altın çağı olacağı şüphe götürmez bir gerçek. Bakalım önümüzdeki yıllar bunun gibi önemli bilimsel buluşlardan daha da heyecan vericilerini ne zaman gösterecek? Hep birlikte bilim sevdalıları olarak bu gelişmeleri ilgiyle ve merakla bekliyoruz.

 

 

KAYNAKÇA

 

Popular Science Türkiye

http://www.bilim.org/21-yuzyilin-genetik-mucizesi-crispr/

http://www.biyologlar.com/crispr-cas9-hedefli-genom-duzenleme-yontemi

http://www.evrimagaci.org/makale/521

Yazar hakkında

İlgili Gönderiler

Yorumlar

  1. Cevap
    Sude Varlı 15 Mart 2018 at 20:49

    Yine biraz karmaşık bir yazı. (Videoyu izlemek kafamda her şeyi daha da netleştirdi, koyduğun için sağol.) Etkileyici bir gelişme. Biraz da korkutucu.
    Yazının başında yine sürekli tekrarlanan “bu” kelimesi dışında harika.
    Merak ediyorum da bundan sonraki yazıların ne hakkında olacak.

Cevap Bırak

Kaçırma

Defter Arkası, sadece 18 yaşından küçüklerin yazarlık yaptığı, gençlerin gözünden hayata dair her şeyin bulunabileceği bir platformdur.

SOSYAL MEDYA