Klasik biyolojik yöntemlerle elde edilen ürünler Alkollü içecekler Süt ürünleri Ekmek, sirke, limon tuzu, alkol vb maya ürünleri Aşı, serum, interferon Leke çıkarıcı enzimler içeren deterjanlar Kirli suların arıtımı Penisilin ve türevleri vb dir Hayvan ve bitki ıslah çalışmaları Biyo-Teknolojik yöntemlerin uygulandığı alanlar DNA parmak izi Bitki ve hayvan klonlama Rekombinant canlılar elde etme Bakteriler insan hormon ve enzimleri üretme Kalıtsal hastalıkların önlenmesi Biyolojik savaş araçları üretme İnsan ömrünü uzatma Genetik açıdan iyileştirilmiş yeni ırkların üretilmesi Biyo-teknolojik araçlar ve enzimler Kesilmiş bir DNA parçasının yabancı DNA parçası ile birleştirilmesi sonucu ortaya çıkan DNAya rekombinant DNA, bu olaya ise rekombinasyon denir Klonlamada rekombinat DNA molekülü oluşturmak için kullanılan DNA parçaları hücrelerden izole edilip saf olarak elde edildikten sonra restriksiyon Endonükleaz enzimi ile kesilir Bu DNA parçaları DNA ligaz enzimi ile seçilen bakteri plazmitine yapıştırılarak aktarılır Bu şekilde bir vektör aracılığı ile elde edilen yeni plâzmit (Rekombinant plazmit)genellikle bir bakteriye nakledilir ve bakteri (Rekombinant bakteri)içerisinde çoğaltılarak rekombinat DNA elde edilir Örneğin, mikro-enjeksiyon tekniği ile insanda ve hayvanda insülin oluşumunu sağlayan gen bakteriye yerleştirilebilirBu şekilde bakterinin insülin üretmesi sağlanmış olur Bakteriler yoluyla insülin üretilmesi kolay ve ucuzdur Gen klonlaması virüs, bitki, hayvan ve bakteri aracılığıyla gerçekleştirilebilir Bu canlılar taşıyıcılar olup vektör adını alırGünümüzde yaygın olarak kullanılan vektörler bakteri plâzmitleri ve virüs DNAlarıdır Belirli bir DNA bölümünün kesilerek bir vektör içerisine konulması ve daha sonra bakteri içerisinde çoğaltılması işlemlerine gen klonlaması denir Gen klonlaması sırasında kullanılan enzimler 1 Bir hücrenin DNA zincirini, farklı yerlerinden ve istenen uzunlukta kesilmesini sağlayan enzimler restriksiyon endonükleaz enzimidir 2 Kesilen DNA parçalarını birbirine ekleyen enzim DNA ligazdır 3 DNA polimeraz enzimi DNA moleküllerinin çoğaltılmasını sağlayan enzimdirÇoğaltılmak istenilen DNA parçasının bir zincirin dizilimi bilindiğinde polimeraz enzimi aracılığı ile yeni DNA zincirleri elde edilir Bazı kimyasal maddeler ve enzimler ile canlı hücrelere ait hücre zarı veya canlı hücre duvarının yıkılıp DNAnın ortaya çıkarılmasına DNA izolasyonu denir DNAnın Hücreye Aktarımı Hücre zarının sıcaklık şoku ve yoğun tuz çözeltisi ile işleme sokulması sonucunda hücre zarındaki delikler genişlerBöylece rekombinant DNA hücre zarından içeri girer Bu şekilde DNAnın herhangi bir canlı hücreye aktarılmasına transformasyon denir DNAnın Hayvan Hücresine Aktarımı DNAnın Hayvan hücresine aktarımı elektroporasyon, biyolistik ve mikroenjeksiyon tekniği ile olur Elektroporasyon yöntemi : Hücrelere kısa süreli elektrik akımı uygulanarak, DNA hücre zarında oluşan geçici deliklerden hücre içerisine aktarılır Biyolistik yöntemi : Hücre veya dokunun üzerine DNA kaplı parçacıklar içeren çok hızlı olan mermi ile ateş edilmesi tekniğidir Mikroenjeksiyon yöntemi : Çok ince uçlu iğneye sahip enjektör ile hücre zarı geçilip, doğrudan hücre çekirdeğine rekombinant DNAnın enjekte edilmesidir DNA parmak izi Rekombinant DNA tekniğinin kullanım alanlarından birisidir Bir insanın DNA'sını oluşturan nükleotit dizisi ile diğer insanın DNA'sını oluşturan nükleotit dizisi birbirinden farklıdır buna göre iki farklı insanın DNA'sında her 100 nükleotitde 1 veya 2 nükleotit gibi farklılıkların olduğu anlaşılmıştır Uygulanışı: DNA lardan kesici enzimler tarafından farklı büyüklükte ve sayıda DNA parçaları elde edilir Bu DNA parçaları jel içine enjekte edilir Elektroforez adı verilen bir yöntemle farklı uzunlukta DNA parçaları birbirlerinden ayrılır Kısa olan DNA parçalarının hareketleri uzun olanlara göre daha hızlıdır DNA parçaları jel üzerinde büyüklüklerine göre belirli uzaklıklarda bantlar oluşturur Bu bantlaşma her bireyin kendine özgüdür Buna DNA parmak izi adı verilir Bu yöntemle adli olaylarda şüphelinin DNA'sı olay yerinde bulunan DNA'larla karşılaştırılarak suçu gerçekten işleyip işlemediği belirlenebilir Ayrıca DNA parmak izi şüpheli çocuğun adli tıpta ana-baba tayininde de kullanılır Özet Biyoteknolojik yöntemler aracılığıyla klonlanmak istenen DNA bölümleri restriksiyon endonükleaz enzimi ile kesildikten sonra vektör olarak kullanılacak hücrenin plazmiti içerisine yerleştirilir ve DNA ligaz enzimi ile birleştirilir Bu şekilde elde edilen yeni plazmit genellikle bir bakteriye aktarılarak çoğaltılır Biyoteknolojide kullanılan vektörler bakteri plazmitleri ve virüslerdir Kesilmiş bir DNA parçacığının yabancı DNA parçacığı ile birleştirilmesi sonucu ortaya çıkan DNA'ya rekombiant DNA denir Rekombinant DNA'ya sahip canlıya transgenik canlı denir Biyoteknolojide rekombinant DNA elde edilmesine yönelik tekniğe gen klonloması denir Gen klonlamasında önemli olan aşamalar kısaca şöyledir (genel prensipler) Gen taşıyan DNA'nın (veya RNA) saf olarak elde edilmesi, Genin yerinin belirlenmesi, Genin çıkarılması, Taşıyıcı (vektör) DNA'nın elde edilmesi, Gen DNA'sının vektör DNA'sı ile birleştirilmesi, Oluşan rekombinant vektör DNA'nın alıcı hücreye aktarılması, Seleksiyon, Gen ürününün kontrol edilmesi Önemli biyoteknolojik uygulamalar Gelecekte Biyoteknoloji ile; Biyoteknoloji sayesinde gelecekte canlılara ait genetik şifre çözülerek gen haritaları ortaya çıkacaktır Kalıtsal bir çok hastalık tedavi edilebilecek veya daha embriyo döneminde iken sağlam genlerle hasta genler değiştirilebilecektir İnsan ömrü uzayabilecek, anne ve babanın isteği doğrultusunda bebeğin cinsiyeti belirlenebilecek, Kanser başta olmak üzere birçok hastalığa karşı koruyucu rekombinant aşılar geliştirilebilecektir İstenilen özellikte bitki ve hayvan türleri elde edilebilecektir Not: DNA diğer hücre komponentlerinden daha kolay ve saf olarak izole edilebilir Çünkü: DNA'nın kendine özgü bir kimyasal yapısı ve fiziksel özellikleri vardır Şöyle ki: Bakterilerde kromozom uzunluğu oldukça büyüktür Örn, E coli 'de kromozom 11 - 14 mm uzunluktadır DNA, fiziksel ve kimyasal muamelelere oldukça dirençlidir Halbuki, diğer hücre komponentleri daha duyarlıdırlar ve kolayca tahrip olurlar DNA diğer hücre komponentlerinden daha fazla yoğunluğa sahiptir DNA'nın bu özel karakterleri, hücre ekstraktlarından da daha kolay ayrılmasını ve izole edilmesini sağlar Özellikle, alkolde iplik görünümünde bir yumak oluşturması ve cam çubuğa yapışması, ekstraktlardan kolayca ayrılmasına yardımcı olur * Alıntı
