Bi̇yoteknoloji̇ Dünyası ve Kök Hücre

1. Bioteknoloji Dünyasına
Hoşgeldiniz
Mesut AKPUNAR

2. Bioteknoloji nedir?
 Biyoteknoloji klasik anlamda biyolojik sistemlerin (canlı
organizmalar ve çeşitli türlerin ) özel amaçlarla ürün ya da
işleme teknikleriyle kullanıldığı teknolojik uygulamalara
denilmektedir.
 Temel amacı bir canlının belirli özelliklerini şifreleyen
genetik bilginin bir başka canlıya nakledilmesidir ( gen
transferi) .

3. BİYOTOKNOLOJİK
TAŞIYICILAR
• Biyoteknolojik çalışmalarda bakteri, virüs ve
Maya mantarı gibi mikroorganizmalar taşıyıcı
olarak kullanılır.

4. REKOMBİNANT DNA
TEKNOLOJİSİFarklı biyolojik kaynaklardan elde
edilen DNA moleküllerini
birleşmesinden oluşan yapıya
rekombinant DNA denir.
Rekombinant DNA oluşturmak
için ön koşul yabancı DNA parçası
ile Taşıyıcı plazmitin (DNA) aynı
restriksiyon enzimiyle kesilmesidir.
 Daha sonra yabancı DNA ve
plazmit DNA ligaz enzimi ile
birleştirilir.
 Elde edilen rekombinant DNA
taşıyıcı organizmalar yardımıyla
bakteriye nakledilip orda çoğaltılır
bu işleme ise klonlama denir.

6. Rekombinant DNA teknolojisinin
uygulandığı veuygulana bileceği bazı
çalışmalar ;
• 1970’li yıllardan itibaren insülin hormonu, büyüme hormonu gibi insana özgü gen
ürünleri diğer canlılarda sentezlenebilmektedir
• Koyuna bir insan geni aktarılarak, koyun sütünde bir insan proteinin bulunması
sağlanmıştır.
• Sazan balığı gibi bazı canlıların daha hızlı büyümesi sağlanabilmektedir.
• (Bir genin farklı bir hücreye nakliyle o hücrenin işlevi artabilir, değişebilir veya
salgıladığı kimyasal maddeler farklılaşabilir.) Böylece, şimdiye dek fare, tavşan,
koyun, domuz, tavuk, balık gibi birçok hayvan üzerinde embriyonları tek hücre
aşamasındayken yüzlerce değişik gen denenmiş ve değişik türler elde edilmiştir. Bu
yolla elde edilen yalnızca fare türlerinin sayısı bini aşmıştır.
Genetik yapısı değiştirilmiş
bir Zebra balığı sürüsü
Normal bir Zebra balığı

7. • Tarımda biyolojik mücadele sayesinde bazı bakteriler
kullanılarak böceklere karşı dirençli domates, tütün
pamuk, fasulye gibi bitkiler elde edilmektedir.
• Yonca bitkisine aminoasit sentezine yardımcı olan bir
gen aktarılarak bitkinin protein değeri yükseltilmiştir.
• İlk biyoteknoloji patenti 1980’de ham petrolü
parçalamak amacıyla genetik yapısı değiştirilmiş bir
mikrop geliştiren, yani yaratan Dr. Ananda
Chakrabarty’ye verilmiştirGenleri değiştirilmiş ve
hayvanlara özel olan
"ışıma"yı sağlayan bir tütün
bitkisi
Bir böceğin, bir balığın genleri bir bitki ya da
mikroorganizmaya aktarılabilmektedir. Örneğin
akrebin zehirini üreten gen bir virüse
nakledilebilmekte, böcek öldüren bir bakterinin geni
de bitkilere nakledilebilmektedir böylece, tarım
ürünlerine verimin arttırılması, ürünlerin zararlılardan
etkilenmemesi gibi çeşitli amaçlarla genetik
müdahaleler yapılmaktadır.
Genleri değiştirilmiş bir güvercin .

8. KLONLAMA
• Kopyalama (klonlama) eşeysiz
üreme yöntemiyle genetik yapısı
birbirinin aynı canlıların
oluşturulması anlamına
gelmektedir.
• Tek yumurta ikizi olarak
adlandırılan ikiz çeşitleri
(duruma göre üçüz ve dördüz de
olabilir) aslında birbirlerinin
doğal yoldan klonlanmış
halleridir.
• Wilmut ve arkadaşları bir koyun
üzereinde yaptıkları çalışmalar
sonucunda kopyalanmış ilk
canlıyı (koyunu) elde ettiler.
• İlk defa 1997 yılında bir
omurgalı klonlandı bu canlının
adı Dolly di.

9.  Klonlama için en çok kullanılan yönteme "çekirdek transferi
yöntemi" adı verilir.
 Bu yöntemde ilk olarak bir canlıdan yumurta hücresi alınır ve
çekirdeği çıkartılır .
 Daha sonra ise yine aynı canlıdan ya da aynı türdeki başka bir
canlıdan alınan herhangi bir vücut hücresinin çekirdeği
laboratuar ortamında bu yumurta hücresine nakledilir.
 Naklin başarılı olması durumunda oluşan bu yeni hücreye
hafif bir elektrik şoku uygulanarak bölünmeye zorlanır.
 Bir kez bölünen hücre bölünmeye devam eder bu aşamadan
sonra anne rahmine yerleştirilen embriyonun doğması beklenir.
Sonuçta genetik bilgiler yani DNA çekirdekte saklandığı için
doğan yeni birey hücre çekirdeği kullanılan bireyle aynı genetik
özelliklere sahip olur.
EN ÇOK KULLANILAN YÖNTEM

14. Bazı Klonlama Ürünleri

16. 1) Embriyonel Kök Hücre(Totipotent hücre)
Blastosist adı
verilen hücre
kümesinden alınan
hücrelerin her birine
embriyonel kök
hücre denir.
Bu hücreler 200 çeşit
hücreye dönüşe bilir
Embriyonal kök
hücreler, kültür
ortamlarında
çoğaltılarak bilimsel
araştırmalarda
kullanılıyor.
Blastosist

17.  Hızlı çoğalma yetenekleri
vardır.
 Çoğalma çeşitliliği
bakımından diğerlerine göre
daha zengindir.Yani
farklılaşma potansiyeli oldukça
yüksek.
 Embriyonel kök hücrelerin
telomerleri çok uzun olduğu
için çok uzun süre
çoğalabiliyorlar. Hatta
laboratuvar ortamlarında 2
yıldan fazla yaşatılabiliyorlar.
 Hızlı çoğalma yetenekleri
vardır.
 Çoğalma çeşitliliği
bakımından diğerlerine göre
daha zengindir.Yani
farklılaşma potansiyeli oldukça
yüksek.
 Embriyonel kök hücrelerin
telomerleri çok uzun olduğu
için çok uzun süre
çoğalabiliyorlar. Hatta
laboratuvar ortamlarında 2
yıldan fazla yaşatılabiliyorlar.

18. 2) Fetüs Kök Hücreler(Pluripotent hücre)
 Düşük yapan kadınlardan
elde edilirler.
Sınırsız sayıda bölünebilip,
kendini yenileme özelliğine
sahip kök hücre tipleridir.
 Farklılaşma yeteneği fetüs
kök hücrelerinden azdır.
 Bu hücreler, pluripotent yapıda yani gerekli koşullar
sağlandığında çeşitli hücre türlerine dönüşebilen kök
hücrelerdir.

19.  Fetüs kök hücresi, farklılaşarak kromozom sayısını
yarıya indirip yumurta ya da sperm hücresine
dönüşebiliyor.
Ancak tek başına bir organizmayı oluşturma becerisine
sahip değil.
 Fetüsten elde edilen kök hücreler gelişimin daha geç
safhasında elde edildiği için çoğalma potansiyeli
embriyonik kök hücreye göre daha azdır.
Hasarlı fare beyinine insan fetal kök hücre
nakli sonrası makroskopik görünüm (sağda)

20. • Farklılaşmış dokularda bulunan ancak farklılaşmamış
hücrelerdir. Her yaştaki insanda bulunur.
• İhtiyaç duyulduğunda bulundukları dokudaki
değişik hücre türlerine dönüşüyorlar.
• Bu hücreler bulundukları dokulardaki eskiyen,
hastalanan veya ölen hücrelerin yerine yenilerini
üreten yedek parça kaynakları olarak görev
yapıyorlar..
• Kemik iliğinden elde edilen kök hücreler kan
kanserinin tedavisinde kullanılır.
3) Erişkin Kök Hücreler (Multipotent hücre)
• Bu hücrelerden tüm hücreler elde edilemez sadece iki farklı hücre
tipine dönüşe bilir

21. 3)Göbek Kordunu Kök Hücreleri
 Bebeğin göbek kordonu plasentaya bağlıdır.
Doğumun tamamlanmasından sonra plasenta denilen bu
yapının görevi bittiğinden, doğumu takiben plasenta rahim
duvarına yapıştığı yerden ayrılarak rahimin dışına atılır.
 "Kordon kanı" adı verilen kan, bebeğin doğumundan
sonra göbek kordonu içinde kalan kandır.
Yapılan araştırmalarda kordon içinde kalan bu kanının
çeşitli hastalıkların tedavisinde önemi bir görevi olduğu
bulunmuştur.
Kordon kanı kök hüre kaynağıdır .
 Farklılaşma yeteneği fetüs kök hücrelerinden azdır.

22. Zigottan embriyoya…

24. • Kordon kanı üzerinde hiç bir işlem yapılmadan hastaya
nakil edilebilir.
• Kordon kanı kök hücreleri, enjekte edilen doku içerisinde
etraftan gelen kimyasal ve fiziksel sinyaller sonucu özelleşmiş
hücrelere dönüşerek hasta dokuyu yenilemeye başlar.
• İkincisinde kordon kanı kök hücreleri gen terapisi için araç
olarak kullanılır.
•Kök hücrelerinin DNA dizilerine yeni genler yerleştirildikten
sonra hastaya nakledilebilir.
• Üçüncü metotta ise kök hücrelerin özelleşmiş dokuya veya
organa dönüştürülmesidir.
Olumlu Yönleri