Biyoteknoloji, klasik ve modern biyoteknoloji olmak üzere ikiye ayrılır. Biyolojik sistemler yardımıyla ham maddelerin yeni ürünlere dönüştürüldüğü işlemlere klasik biyoteknoloji denir.
Sütten yoğurt, peynir ve kefir yapımı; sirke üretimi; hamurun mayalanması gibi olaylar ile hayvan ve bitki ıslahı gibi çalışmalar klasik ya da geleneksel biyoteknolojinin çalışma alanlarını oluşturur (Görsel 1.29).
İnsanlık, nüfus artışı ile daha iri ve kaliteli meyve, daha çok et, süt ve yumurta elde etmek için bitki ve hayvanları çeşitli kültürel yöntemlerle iyileştirmeye (ıslah etmeye) çalışmış ve bunda da başarılı olmuştur. Bilimsel metot ve teknikler ile bitki, hayvan ve mikroorganizmaların yapılarının kültür ortamında değiştirilip geliştirilerek yeni ürünler elde edilmesine modern biyoteknoloji denir.
Hızla gelişen teknoloji canlıların genetik yapısında değişiklik yapmayı olası kılmıştır. Artan nüfus sonucu klasik biyoteknolojik ürünlerin talebi karşılayamaması, modern biyoteknolojik çalışmaların hız kazanmasına neden olmuştur.
| EK BİLGİ |
| Gen aktarımı ile hastalıklara ve zararlılara karşı dirençli bitkiler, raf ömrü uzun meyve ve sebzeler elde edilebilir. Örneğin bilim insanları çok soğuk koşullarda yaşayabilen dil balığından alınan antifreze genini domates bitkisine aktararak soğuğa dirençli domates geliştirmeyi başarmışlardır. Böylece raf ömrü uzun domatesler üretilmiştir. |
Modern biyoteknolojik çalışmalar sayesinde daha kaliteli ve verimli ürünler elde edilmiştir. Bazı hormon ve proteinlerin sentezinden sorumlu genlerin mikroorganizmalara aktarılmasıyla ürünlerin daha ucuza ve daha kısa sürede üretilmesi sağlanmıştır. Besin değeri yüksek, geç bozulan, çok düşük veya yüksek sıcaklıklara dayanıklı bitki türlerinin elde edilmesi için çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Atıklar nedeniyle kirlenen suların bu atıkları besin olarak kullanan mikroorganizmaların üretimi ile temizlenmesi, modern biyoteknoljik uygulamalara örnektir.
Modern biyoteknolojik uygulamalar; tür içi ve türler arası melezleme, yapay (suni) döllenme, poliploidi, gen aktarımı ve klonlama çalışmalarını kapsamaktadır. Melez; hibrit, karışık ya da katışık anlamına gelir. Genetik yapısı farklı bireylerin çaprazlanması sonucu melez bireyler elde edilir. Yakın akraba canlılar arasındaki melezlemeler, çekinik genlerin bir araya gelmesiyle canlıya zarar verecek hastalıkların oluşmasına sebep olabilir. Ancak farklı karakterler yönüyle homozigot olan bireyler arasında yapılan melezlemeler sonucunda daha verimli bireyler elde edilebilir.
Örneğin soğuğa dayanıksız iri taneli buğday ile soğuğa dayanıklı küçük taneli buğdayın çaprazlanması sonucu, iri taneli ve soğuğa dayanıklı buğdaylar üretilmiştir. Melezleme aynı türden bireyler arasında olduğu gibi farklı türler arasında da gerçekleşebilir. Dişi at ve erkek eşeğin çiftleşmesi sonucu oluşan katır melezdir ve ortam koşullarına daha dayanıklıdır (Görsel 1.30 a, b, c).
Yapay (suni) döllenme genellikle hayvan ıslahında kullanılır. Damızlık özelliklerine sahip, verimli erkek bireylerden alınan spermler dondurularak saklanır. Gerektiğinde yapay döllenme ile üstün özelliklere sahip yumurtaların döllenmesinde bu spermler kullanılır. Bu yöntem inek, koyun, keçi gibi memeli canlılarda; et ve süt verimi yüksek bireylerin oluşturulmasında tercih edilmektedir.
Bazı canlıların somatik (vücut) hücrelerinde iki kromozom takımından daha fazla sayıda kromozom takımına sahip olması durumuna poliploidi denir. Poliploidi daha çok bitkilerde görülür.
Poliploid canlılar, genellikle normalden daha büyük olmaları ile göze çarpar. Poliploidi, yaygın olarak kültür bitkilerinde uygulanan biyoteknolojik bir yöntemdir. Bu sayede daha gösterişli çiçeklere sahip, iri meyveli ve bol ürün veren bitkiler elde edilebilmiştir. Çekirdeksiz karpuz, çilek, muz, şeker kamışı, poliploid bitkilere örnek verilebilir (Görsel 1.31 a, b, c, ç). Poliploid bitkilerin ticari değerleri yüksek olduğu için bu yöntemle bitki üretimi oldukça önemlidir.
Günümüzde bilim insanları istenilen özelliklerdeki genleri; bitki, hayvan ve mikroorganizmalara özel yöntemlerle aktarabilmektedirler. Gen aktarımı ile yapısal özelliği değişmiş DNA’ya rekombinant DNA denir.
Bir canlı türüne başka bir canlı türünden gen aktarılması veya var olan genetik yapıya müdahale edilmesi ile yeni genetik özelliklerin kazandırılmasını sağlayan biyoteknolojik yöntemlere gen teknolojisi denir.
Çoğunlukla farklı bir türden gen aktarımıyla belirli özellikleri değiştirilmiş canlılara genetiği değiştirilmiş organizma (GDO) veya transgenik organizma adı verilir.
Pirinçte A vitaminin öncül maddesi olan beta karoten üretiminden sorumlu gen yoktur. Günümüzde gen teknolojisi ile normal olarak yetiştirilen beyaz pirince nergis bitkisinin beta karoten üretiminden sorumlu geni aktarılarak altın pirinç denilen transgenik bitki üretilmiştir (Görsel 1.32 a,b). Altın pirincin tüketilmeye başlanması A vitamini eksikliğine bağlı hastalıkların önlenmesine katkı sağlayacaktır.
| EK BİLGİ |
| Dünya nüfusu, her geçen yıl hızla artmakta bu durum besin kaynaklarının aynı hızla azalmasına neden olmaktadır. Bu anlamda çeşitli bakteri, maya, küf ve alg gibi tek hücreli canlılar bol miktarda üretilip bunların kurutulması ile tek hücre proteini üretilmiştir. Tek hücre proteinleri; hazır çorba ve yemeklerde, diyet ürünlerinde bol miktarda kullanılmaktadır. |
>> Gen Klonlaması Nedir? Canlı Klonlama Nedir? Model Organizma Seçilirken Nelere Dikkat Edilir?