Klonlama

Klonlama

Klonlama eşeysiz üreme yöntemiyle genetik yapısı birbirinin aynı canlıların oluşturulması anlamına gelmektedir. İlk klonlama çalışmaları embriyonun bölünmesi ve bir embriyodan birden fazla canlının oluşturulması ile 1980 yıllarının başlarında başlamış ancak 1997 yılında erişkin bir koyunun genetik kopyasının yapılmasıyla büyük bir ivme kazanmıştır. Son yıllarda içinde sığırların da bulunduğu çiftlik hayvanlarının klonlanması üzerine birçok çalışma yapılmıştır.

KLONLAMA (türkçe) anlamı

1. Klonlamak işi. Kopyalama
2. Biyolojide klonlama işlemi
3. günümüzde embriyoların veya herhangi bir organizmanın kopyalanması ile aynı anlamda kullanılmaktadır. Ancak klonlama sadece bir embriyonun veya organizmanın benzeşik ikizinin oluşturulması değil aynı zamanda özgün bir DNA parçasının da çoğaltılması anlamına gelmektedir.
Klonlama, bir organizmanın, hücrenin ya da hücrelerin bir atadan ya da stoktan eşeysiz olarak genetik anlamda kopyalanması yani birbirinin aynı canlıların oluşturulması anlamına gelmektedir. Klon ise; tek bir bireyden eşeysiz üreme yoluyla üretilmiş, genetik yapısı birbirinin tıpatıp aynı olan canlı topluluğuna karşılık gelen bir biyoloji terimidir ve kısaca "cl." simgesiyle gösterilir. Klonlama, biyolojinin çeşitli dallarında farklı biçimlerde karşımıza çıkabilen bir terimdir.

Biyolojik anlamda klonlama (klonal çoğalma), tek hücreli canlıların üreme şeklidir. Bunun dışında çok hücreli organizmalarda da belli konularda özelleşmiş hücrelerin bölünerek kendilerini tekrar oluşturmasına da "klonal çoğalma" denir. Buna en iyi örnek insanlardaki bağışıklık sistemi hücreleridir. Belli bir etki karşısında patojeni tanıyan bu hücreler, doğru antikoru üretme kapasitesine sahip hücreleri klonal olarak çoğaltırlar ve hastalıkla savaşırlar

Genetikde klonlama, DNA'nın belli bir bölümünün, genellikle de bir genin kopyasını oluşturmak için kullanılan yöntemleri kapsayan bir terimdir. Bu yolla oluşturulan DNA parçaları, araştırmalarda kullanılır. Bir canlının DNA'sının onunla eş, yeni bir canlı oluşturmada kullanıldığı yönteme ise genellikle "bedensel hücre çekirdeği aktarımı" denilmektedir.

Klonlama'nın Tarihi

Tek yumurta ikizleri doğal klonlardır. Araştırıcılar ilk önceleri bu doğal olayı taklit ederek klonlama çalışmalarına başlamışlardır. Tek yumurta ikizlerinde embriyo iki hücreli dönemde iki embriyoyu geliştirmek üzere ayrılır. Embriyonun bölünmesi veya blastomerlerin ayrılması ile üretilen ilk çiftlik hayvanı türleri Willadsen tarafından rapor edilmiştir. Bu teknik daha sonraki yıllarda diğer türlerede uygulanmıştır.

Blastomer ayrılması veya embriyonun bölünmesi ile oluşan embriyolar kendi normal programlarına göre gelişmeye devam ettikleri için bu yöntem ile elde edilen blastosistler normalden daha az hücre sayısına sahiptirler ve yaşama şanslarıda daha azdır. Bu yöntemle sadece iki veya en fazla dört olmak üzere az sayıda klon embriyo üretilebilmektedir Çekirdek transferi ile klonlama ise, klasik olarak farklılaşmamış embriyonik hücre çekirdeğinin (blastomer) çekirdeği çıkartılmış (enükle edilmiş) yumurta hücresi (oosit) veya zigot içine transfer edilmesi anlamına gelmektedir. Memelilerde bu teknik ilk olarak başarılı bir şekilde koyunlarda uygulanmış ve bunun hemen arkasından sığırda, tavşanda ve domuzda da uygulanmıştır.

Bunun ardından iç hücre kitlesinden elde edilen hücreler kullanılarak sığırlarda ve koyunlarda başarı ile klon embriyolar elde edilmiştir. İmplantasyon öncesi embriyolarda hücre sayısı sınırlı olduğu için onların kullanılması ile elde edilen klonlarda az sayıda olmaktadır. Bu nedenle kültürde çoğalabilen hücrelere ihtiyaç bulunmaktadır. Böylece ilk kez iç hücre kitlesinden elde edilen ve 4 hafta boyunca kültürde çoğaltılan hücrelerin kullanılması ile sağlıklı buzağı, ve bunun hemen ardından da 13 pasaj boyunca kültüre edilmiş embriyonik hücrelerin kullanılması ile sağlıklı klon koyun elde edilmiştir.

Bu döneme kadar sadece embriyonik hücrelerin geriye programlanabileceğine inanılıyordu, ancak bunu takip eden yılda ilk kez fetüsten elde edilen vücut hücreleri kullanılarak sağlıklı klon koyunlar elde edilmiştir. Bu teknolojideki en büyük adım, erişkin bir canlının kopyalanması olmuştur. İskoç bilim adamları 1997 yılında 6 yaşındaki bir koyunun meme hücrelerinden bir koyunu klonladıklarını rapor etmişlerdir. Bunun arkasından erişkin vücut hücrelerinin nükleer transferde kullanılması ile bir çok tür klonlanmıştır.

Günümüzdeki anlamı ile klonlama erişkin bir canlıdan elde edilen vücut hücresinin o türe ait genetik materyali çıkartılmış bir yumurta hücresi içerisine konulması olarak ifade edilmektedir. Böylece erişkin bir canlının genetik yapısına sahip çok sayıda canlının oluşturulması mümkün olmaktadır.

Klonlama'nın Bölümleri

Klonlamayı temelde üç ana başlığa ayrılarak incelenebilir:
   * Moleküler klonlama (Rekombinant DNA teknolojisi)
   * Çoğaltımsal klonlama
   * Terapi Amaçlı klonlama


Moleküler klonlama

Bu teknik, herhangi bir DNA parçasının, plazmid ya da fajmid gibi kendini eşleme yeteneği olan bir başka DNA parçası içine vektör yerleştirilmesi ve bu bileşimin vektörün çoğaltılması işlemlerini içerir. Bu teknik, günümüz biyoloji biliminin neredeyse her alanında çok önemli kullanım alanına sahiptir.

Çoğaltımsal klonlama

Bu teknik, bir organizmanın (donör) genetik materyalinin hepsinden (genom) alınıp, başka bir organizma (alıcı) içine yerleştirilmesini içerir. Donör DNA´sının üreyebilmesi için alıcının eşey hücrelerinin içine yerleştirilmesi gerekir. Örneğin Dolly klonlanırken, bir koyundan alınan genom, başka bir koyunun yumurta hücresi içine koyulmuş ve bu yumurta hücresi taşıyıcı anne (foster mother) içinde üremeye başlamıştır. Bu tip klonlama, aslında tüp bebek yönteminin sperm olmadan gerçekleştirilmesine benzemektedir. Donörden alınan genom yalnızca donörü temsil ettiğinden, oluşacak bireyler de aslında donörün kopyası olacaklardır. Bu yolla klonlanan organizmalardan bazıları şunlardır: kurbağa, kedi, maymun, koyun, keçi, inek, fare, domuz ve tavşan.

Terapi amaçlı klonlama

Bu tip klonlama belki de etik olarak en çok tartışılan klonlama biçimidir. Bu teknikte, insan embriyolarının kök hücreleri alınıp, hasta insanlarda kullanılması esastır. Buna örnek olarak lenf kanserlerinde embriyonik kemik iliği hücrelerinin kanserli doku ile değiştirilmesi verilebilir. Bilimsel çalışmalar sonucunda, embriyonik kök hücrelerinin yetişkinlerde bulunan herhangi bir hücre çeşidini yapabileceği bilinmektedir. Bu nedenle doğru kullanılan kök hücreleri, tıpta çığır açacak devrimsel yeni kullanım alanları doğurmaktadır ve hastalıkların tedavisinde bizi çözüme bir adım daha yaklaştırmaktadır.

Klonlama'nın Kulanım Alanları

Tek başına nükleer transfer (çekirdek aktarımı) tekniği, çiftlik hayvanlarının iyileştirilmesi amacıyla seçilmiş nitelikli hayvanların kopyalanmasında kullanılabilir. Bunun yanı sıra hastalıklara doğal bağışıklık geliştirmiş bireyler tespit edilerek çoğaltılabilir. Birbaşka uygulama alanı da nesli tükenmekte olan hayvanların sayılarının artırılmasını sağlamasıdır.

Genetik modifikasyon teknolojileri ile birleştirildiğinde ise çok daha etkili biyoteknolojik uygulamalar gündeme gelebilir. Nükleer transferin genetik modifikasyonla birleşmesi, birçok potansiyel biyoteknolojik uygulaması olan güçlü bir teknolojiyi ortaya çıkarmıştır. Nükleer transferde kullanılan verici hücreler, uygun genetik değişime uğratılmış transgenik bir hayvandan elde edilebilir yada kültüre edilen verici hücreler nükleer transferden önce genetik modifikasyona uğratılabilir. Ek olarak, DNA mikroenjeksiyonunun aksine, genlerin hedeflenmiş rekombinasyonları mümkündür ve bundan dolayı, genetik değişiklik hem kesin olarak hem de istenen şekilde gerçekleşecektir. Verici hücre, zaman, enerji ve para kaybını en aza indirgemek üzere uygun modifikasyonun meydana gelip gelmediğini garantilemek amacıyla kontrol edilebilmektedir. Böylece, taşıyıcı annelerin sadece genetik değişikliğe uğratılmış embriyoları taşıması sağlanabilir. Genetik değişikliğe uğratılmış klonların elde edilmesine yönelik biyoteknolojik uygulamalar; farmasötiklerin üretimi, insanlara transplante edilebilecek nitelikte organ yada dokuların/hayvanların üretimi (ksenotransplantasyon), hastalıkların yok edilmesi ve çiftlik hayvanlarının ıslahı şeklinde sıralanabilir. Bu uygulamaların hepsinden sırayla bahsedilmiştir.

Tarımda, hayvanlar genetik özellikleri ve ticari değerleri açısından çok büyük çeşitlilik göstermektedir. Sağlık, et kalitesi, süt üretimi, büyüme oranı, yapağı üretimi ve döl verimi hayvanların değerlendirilmesinde dikkate alınan önemli kriterler arasında sayılabilir. Klonlama teknolojisi tarıma önemli katkılarda bulunabilir. Mükemmel kalitede süt veren bir inek veya diğerlerinin arasında derhal göze çarpan ideal bir boğa gibi üstün niteliklere sahip seçilmiş hayvanların birkaç kez kopyalanması veya çok kaliteli hayvanların kalabalık klon sürülerinin elde edilmesi gibi seçenekler mümkündür.

Seçilmiş hayvanların kopyalanmasına ek olarak, nükleer transferde kullanılacak verici hücrelere kaliteyi yükseltecek genlerin transfer edilmesi ile, çiftlik hayvanlarının ıslahı da mümkündür. Böylece doğan yavruya süt veriminin artışı, et kalitesinin yükselmesi ve daha hızlı büyüme yeteneği gibi özellikler kazandırılmış olunacaktır. Çiftlik hayvanlarındaki genlerin haritası oluşturulmuştur ve fonksiyonlarının aydınlatılmasını takiben en yararlı genler açığa çıkartılacaktır.

Bu teknoloji ile doğal olarak hastalıklara direnç geliştirmiş bireyler klonlanarak çoğaltılabildiği gibi hastalıklara dirençlilik genetik değişiklik ile de sağlanabilir. Farenin dışında ilk knock-out memeli, sığır fibroblastlarında Prion Proteinini (PrP) kodlayan genin delesyonu ile klonlanmış ve hedeflenen gen delesyonunu taşıyarak gelişen 8 gebeliğin 4 tanesi doğumla sonuçlanmıştır. PrP geni koyunlardaki scrapie, sığırlardaki bovine spongiform encephalopathy (BSE) ve insanlardaki Creutzfeld-Jacob (CJD) hastalıkları ile doğrudan ilişkilidir. Bu genin mutasyonu ile elde edilen prionsuz çiftlik hayvanlarının BSE ve scrapie gibi hastalıklara karşı dirençli olmaları beklenmektedir. Ayrıca, populasyonda varolan zararlı genlerde yaratılacak mutasyonlara ek olarak, hayvanların bakteriyal ve viral enfeksiyonlardan korunmalarını sağlayacak proteinleri kodlayan genlerin verici hücre genomuna eklenmesi de mümkündür (mastitise dayanalıklı transgenik canlı gibi).

Klonlanan Hayvan Türleri

Bedensel hücre çekirdeği aktarımı yöntemiyle oluşturulmuş embriyoların gelişmesiyle ortaya çıkan canlılardır. Bu yöntemde, yetişkin bir canlıdan alınan hücre çekirdeği, hücre çekirdeği çıkarılmış bir embriyo hücresine aktarılır. 1996 yılında klonlanan Dolly, bu yöntemle ortaya çıkarılan ilk memeli canlıdır.

Bilim adamları yıllardır hayvanları klonlamaktadırlar. 1952'de; bir iribaş ilk klonlanan hayvan olmuştur. Dolly'e kadar araştırmacılar küçük büyük birçok hayvanı koyunlar, keçiler, fareler, domuzlar, kediler, tavşanlar ve bir gaur da bunlara dahil olmak üzere kopyalamışlardır. Tüm bu klonalar somatik hücre aktarımı teknoloisi ile yaratılmışlardır. Bugün farklı türlerin sayısı sınırlıda olsa yüzlerce klonlanmış hayvan bulunmaktadır. Ancak belirli türlerin örnek olarak maymun, tavuk, at ve köpek gibi klonlama denemeleri başarısız olmuştur. Bazı türler diğerlerine göre somatik hücre transferine daha fazla direnç göstermektedirler.

   * İribaş - (1952),
   * Sazan - (1963),
   * Koyun - (1996),
   * Şebek - (2000),
   * Sığır - (2001),
   * Kedi -(2001),
   * Katır - (2003),
   * At - (2003).


İnsan Klonlaması

Buraya kadar anlatılan kısımda klonlamanın üreme amaçlı kullanımından söz edilmiştir. Ancak klonlamanın birde tedavi amacıyla kullanımından bahsedilebilir. Klonlama teknolojisi insanların tedavisinde kullanılacak embriyonik kök hücrelerin üretiminde kullanılabilir. Kök hücreler bugün mücizevi hücreler olarak görülüyor. Ancak bu hücrelerin tedavi amaçlı kullanılmasını zorlaştıran ve çözümlenmesi gereken sorunlar vardır. Bunlar;

1. Nasıl daha etkili bir şekilde spesifik hücre tiplerine dönüşmeleri için yönlendirilebilir. 2. Farklılaşmış hücreler tümöral oluşumlara sebep olabilecek farklılaşmamış hücrelerden nasıl ayırt edilebilir. 3. Dokuları yenileyebilmeleri için nasıl etkili bir şekilde transfer edilebilir. 4. Farklılaşmış hücrelerin transferinden sonra hasta tarafından reddedilmesi nasıl önlenebilir?

şeklinde sıralanmaktadır.

Terapötik (tedavi amaçlı) klonlamanın bu sorunun çözümü olabileceği düşünülmeye başlanmıştır. Terapötik klonlama, hastadan alınan erişkin hücrenin yumurta hücresine transferi ile klon bir embriyonun üretilmesi, bu embriyodan kök hücrelerin elde edilmesi ve elde edilen kök hücrelerin istenilen hücreye dönüştürülerek tekrar hastaya verilmesidir. Hiç kuşkusuz kök hücre uygulamaları tedavisi günümüzde mümkün olmayan birçok hastalığın çözümü olacaktır. Bu gün kök hücreler göbek kordonu, kemik iliği gibi vücudun bazı bölgelerinden elde edilebilmesine karşın bunların sınırlı sayıda dokuya dönüşebilmeleri uygulama alanlarını kısıtlamaktadır. Oysa embriyodan elde edilen kök hücreler hertürlü dokuya dönüşebilme özelliğine sahiptir. Ancak bilim adamları bu kök hücrelerin vücut tarafından reddedilebileceğini bu nedenle kök hücrelerin hasta insanın hücreleri kullanılarak oluşturulan klon embriyolardan geliştirilmesinin daha iyi sonuç vereceğini iddia etmektedirler. Bu güne kadar klon insan embriyosundan üretilmiş kök hücre hattı mevcut değildir. Geçtiğimiz yıllarda Güney Kore'de üretildiği söylenen klon insan embriyonik kök hücrelerinin gerçek olmadığı geçtiğimiz günlerde ortaya çıkmıştır.

Günümüzde embriyonik kök hücreler ile çalışmalar birçok ülkede ya çok sınırlı veya tamamen yasaklıdır. Ülkemizde de insan embriyonik kök hücrelerinin eldesi ve bu hücreler ile yapılacak çalışmalar Sağlık Bakanlığı tarafından düzenlemeler getirilene kadar yasaklanmıştır. Embriyonik kök hücrelerin klinik kullanımı henüz hiçbir yerde yoktur.
Önceki Paylaşımlar