Klonlama Nedir

misafir - 8 yıl önce
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 teknolojisinin tarımda ve tıpta çok büyük bir uygulama alanı bulacağı gerek bilim adamlarının gerekse özel sektörün ortak görüşüdür. Bu teknolojinin çeşitli uygulama alanları vardır. Üstün genetik yapıya sahip ancak herhangi bir sebeple döl veremeyen veya ölmek üzere olan bir çiftlik hayvanı klonlanarak çoğaltılabilir. Bir başka uygulama alanı nesli tükenmekte olan ve az sayıda kaldığı için üretilemiyen hayvanların bu teknoloji kullanılarak çoğaltılmasıdır. Bunlara ilaveten genetik olarak değiştirilmiş klonlarda üretilebilir. Bu sayede özellikle hayvancılıkta genetik ıslahın çok kısa bir sürede tamamlanacağı, kaybolmakta olan genetik kaynakların koruma altına alınabileceği ve tedavi amaçlı olarak kullanılan birçok ilacın transgenik klon hayvanlardan büyük miktarlarda elde edilebileceği düşünülmektedir. Klonlama teknolojisi 1970’ li yılların sonunda memelilerde yavaş adımlarla ilerlemiş ancak son 7 yıl içinde çok büyük bir hızla ilerleyerek gerek biyomedikal gerekse tarımsal endüstrinin ilgi odağı haline gelmiştir. Teknik, ilk önceleri embriyoların bölünmesi ile bir embriyodan birden fazla embriyonun oluşturulması şeklinde başlamış, ancak nükleus transferi (NT) ile çiftlik hayvanlarında ilk başarılı klonlama, embriyonik hücreler vasıtasıyla 1986 yılında gerçekleşmiştir. Daha sonra embriyodan elde edilen embriyonik hücrelerden 1996 yılında ilk koyun klonlaması yapılmış (CAMPBELL, 1996), ardından farklılaşmış bir hücrenin transferi yoluyla olgun bir hayvanın klonlanması ile en büyük adım atılmıştır. Bunu takip eden yıllar içerisinde teknoloji hızla ilerlemiş ve günümüze kadar keçi, sığır ve domuz gibi çiftlik hayvanları da başarılı bir şekilde klonlanmıştır. Bu teknoloji ile arzu edilen genetik yapı çoğaltılabilmekte ve böylece üstün genetik özelliklere sahip birden fazla çiftlik hayvanının üretilmesiyle üniform sürüler elde edilebilmektedir. Örneğin, artık döl veremeyecek yaşa gelmiş kaliteli bir inek, klonlama yöntemi ile çoğaltılabilmektedir. Bu teknoloji ile bir sığır çiftliği sahibinin isteği üzerine 13 yaşında ve artık döl vermeyen iyi kaliteli bir etçi inekten doku alınarak ilk ticari klonlama çalışması gerçekleştirilmiş. Aynı teknoloji transgenik çiftlik hayvanlarının oluşturulması için de kullanılmaktadır. Daha önce klasik yöntem (embriyonun pronukleusuna DNA mikroenjeksiyonu) ile elde edilen transgenik bir domuz, klonlama teknolojisi ile çoğaltılmıştır. Ancak asıl önemli olan, in-vitro ortamda genetik değişikliğe uğratılmış fetal fibroblast hücrelerinin nükleer transferi ile transgenik çiftlik hayvanlarının üretilmesidir. İlk transgenik klon buzağılar 1998 yılında elde edilmiştir. Takip eden yıllarda yine bu teknoloji ile transgenik koyun, keçi, domuz, elde edilmiştir. Bu çalışmaları takiben ilk transgenik granulosa hücresi kullanılarak yapılan klonlama çalışması 2001 yılında gerçekleştirilmiştir (ARAT, 2001b). Bunun ardında yine ilk kez olgun transgenik fibroblast hücreleri, transgenik klon embriyoların üretimi için kullanılmıştır. Bugüne kadar değişik hayvan türlerinde yapılan embriyo kültürü, in-vitro fertilizasyon ve embriyo transferi gibi üreme ile ilgili çalışmalarda elde edilen embriyoların uzun süreler saklanması için birçok dondurma çalışması yapılmıştır ve halen bu çalışmalar devam etmektedir. Ancak klonlama çalışmalarında dondurma tekniğinin uygulanması üzerinde çok fazla çalışma yapılmamıştır. Bu alanda yapılan sınırlı sayıdaki çalışmada da sadece yumurta hücresi dondurulmuş fakat klon embriyoların dondurulması üzerinde fazla durulmamıştır. Klonlama çalışmalarında dikkati çeken bir noktada klonlamada kullanılan hücrelerin hemen hepsinin ya hayvan canlı iken veya henüz ölmüşken alınmış olmasıdır. Dolayısıyla hayvanın aniden ve dokusu alınamadan öldüğü durumda ne yapılabileceği tam olarak bilinmemektedir. Ancak hayvan dokularının 0 ve +4 derecede muhafaza edilmek koşuluyla hücrelerin 48 saat canlılıklarını muhafaza ettikleri ve klonlamada kullanılarak klon buzağı geliştirebildikleri gösterilmiştir. Bu çalışma projenin ön calışması olarak Amerika Birleşik Devletleri’nde yapılmıştır. Bir başka çalışmada 24 saat önce ölü bulunan bir yaban koyunun türler arası nükleer transfer ile klonlandığını göstermiştir. Bu çalışmada ölü hayvanın yumurta hücrelerinin etrafındaki bölünme yeteneğini artık kaybetmiş olan ancak hücre morfolojisi henüz kaybetmemiş ve DNA yapısı bozulmamış granulosa hücreleri kullanılmıştır. Nükleer transfer teknolojisi ile erişkin bir canlının yaratılabilmesi ve özellikle yakın türler arasında nükleer transfer çalışmalarının başarı ile sonuçlanması bu teknoloji ile birçok türün özellikle az sayıda kalan veya yok olma tehlikesi altında olan hayvanların tekrar doğaya kazandırılabileceğini göstermiştir. Bu teknoloji kullanılarak nesli tükenme tehlikesi altında olan bazı türler yeniden yaşam bulmuştur. Bu nedenle ABD’de çeşitli biyoteknoloji firmalarında, tarım kuruluşlarında ve hayvanat bahçelerinde doku ve hücre bankaları kurulmaya başlamıştır. Nesli tükenmekte olan hayvanların korunma altına alınabilmesi amacıyla türlerarası nükleer transfer çalışmaları son yıllarda çeşitli ülkelerde yoğunluk kazanmıştır. Klonlama teknolojisinde kaydedilen bütün bu ilerlemelere karşın halen nedeni bilinmeyen ve kontrol edilemeyen birçok biyolojik faktör klonlama teknolojisinin başarı şansını olumsuz yönde etkilemektedir. Ancak hiç süphesiz ki yapılan her yeni çalışma bu problemlerin çözümüne bir adım daha yaklaşılmasını sağlıyacaktır.

Klonlama'nın Tarihi

Bahçecilikte klon yetiştirilmesinin tarihi eski çağlara değin iner. Örneğin bazı elma çeşitlerinde ağaçların her biri mutasyona uğramış tek bir bitkiden üretilmiştir ve genetik yapıları eşittir. Meyve ağaçları ile süs bitkilerinin çoğu bu yöntemle üretilir. "Klonlama" kavramının geniş kitlelerce duyulmaya başlanması, 1997 yılında Roslin Enstitüsü'ndeki İskoç bilim adamı olan Dr. Wilmut ve ekibinin koyun "Dolly"i üretmeleri ile başlamıştır. Dünya çapında gördüğü ilginin bir kısmı bilimsel gelişim, bir kısmı da etik sorunlar nedeniyledir. Aslında klonlamanın temeli çok daha öncelere, bakteri ile yapılan çalışmalara dayanmaktadır.

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

İnsan Klonlanması

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. 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.

Görüş/mesaj gerekli.
Markdown kullanılabilir.