Genetik Mühendisliği ve Çalışma Alanları

Öncelikle şunda hem fikir olmamızı istiyorum, çünkü böyle olması gerekiyor; “Fizik, kimya, biyoloji, matematik… bilimdir ve tıpkı geometri, matematiğin bir dalı olduğu gibi, tıpkı termodinamiğin fiziğin bir kolu olduğu gibi, tıpkı stokiyometri‎, kimyanın bir kısmı olduğu gibi, genetik de biyolojinin bir parçası, bir kolu, bir kısmı, bir basamağıdır ve yine biyolojinin bir bilim olması, genetiği bilim dalı, genetikçiyi de “Bilim İnsanı” yapar…

Genetik Mühendisliğinin Önemi Nedir?

2017 yılıyla birlikte, hali hazırda hayatımızda var olan “Genetik Mühendisliği”, daha da hayatımızın içine yerleşti. Hatta dünyamızın gelecek nesillerde nasıl bir yer olacağını ve ne tür canlılara ev sahipliği yapacağından tutun da, dünyamızın ne kadar daha yaşanılabilecek bir gezegen olduğunun ya da, ne kadar daha içindeki canlıları barındırabileceğine karar vermeye başladı diyebiliriz. Genetik mühendisliği çok geniş bir alandır. Genetik mühendisliği gelecek nesillerin şeklini belirler. Dünyamızı yakından tanımamıza ve dünyamız hakkında fikirler söyleyebilmemize olanak sağlar. Genetik mühendisliği biraz önce de dile getirdiğimiz gibi oldukça geniş bir alandır.

Genetik Mühendisliği Nedir?

Genetik mühendisliği, canlının biyolojik yapısını araştırarak, canlının kalıtsal özelliklerini değiştirerek, ona yeni özellikler kazandırmaya yönelik araştırmalar yapan bilim alanıdır, diyebiliriz. Bu alan ile uğraşan bilim insanlarına ise “Genetik Mühendisi” denir. Genetik mühendisleri, genlerin yalıtılması, çoğaltılması, farklı canlıların genlerinin birleştirilmesi ya da genlerin bir canlıdan başka bir canlıya aktarılması gibi çalışmalar yürütürler.  Biraz önce de bahsettiğimiz üzere, genetik mühendisliği oldukça geniş bir çalışma alanına sahiptir. Adından da anlaşılabileceği gibi, genetik mühendisliği, bir mühendislik alanıdır. “Genetik mühendisleri, gen inşa ederler.” Evet, genleri aktararak, yeni DNA haritaları oluştururlar. Canlıların genlerini farklı kombinasyonlar ile birleştirerek, farklı görevlerde kalıtımsal değişiklik yapabilirler. Yani biraz daha açacak olursak; genetik mühendisliği genetik dalıdır ve genlerle yapılabilen uygulamalar, çalışmalar anlamına gelmektedir.

Bir çoğumuz liseden hatırları, bezelye denince akla gelen Gregor Mendel’i ve kalıtım ile ilgili yaptığı çalışmaları… Gregor Mendel, genetiğin ve bu bilimle ilgili yapılan çalışmaların kurucusu olarak kabul edilip, “Genetiğin Babası” olarak anılmaktadır.

Genler, sözü edilen organizmanın özelliklerini belirleyen kimyasal bilgiyi taşır. Yine sözü edilen organizmanın genlerini değiştirerek, ona yeni özellikler kazandırılabilir. Genetik mühendisliği, genetik analizler yaparak, canlının DNA’sı üzerinde çalışmalar yaparak ona istenilen özellikleri kazandırmayı amaç edinmiştir. GDO’yu bu konuda örnek olarak gösterebilmemizin sebebi budur diyebiliriz. GDO hakkında, daha fazla bilgi sahibi olmak için, “GDO Nedir? Ne Değildir?“ konulu makalemizi okuyabilirsiniz.

Genetik Mühendisliğinin Tarihçesi

Genetik ve kalıtım hakkında yüz yıllardır yapılan çalışmalar ve araştırmalar mevcut. Genetik biliminin ve genetik mühendisliğinin bu denli gelişmesine de bu durum sebep olmuş olabilir. Biraz önce de belirttiğimiz gibi genetik mühendisliği, hayvan bitki ve mikroorganizma ıslahı gibi çalışmalar yapmaktadır. Yani canlı hücrelerin çekirdeğinde bulunan DNA’sı ile ilgilenir. Hatta ilk ızlah çalışmaları 17 bin yıl önceye kadar dayanmakta olduğu da düşünülmektedir. Ancak o zamanın şartları ile bu çalışmalar, fazla gelişememiştir. Günümüze yaklaştıkça diğer mühendislik alanlarının de gelişmesi ile, teknoloji gelişmiştir. Bu şekilde dolaylı olarak, genetik mühendisliği, giderek ivmelenerek gelişmeye devam etmektedir. Biraz önce de bahsettiğimiz gibi Gregor Mendel’in bezelyeler ile yapmış olduğu kalıtım deneylerini örnek olarak gösterebiliriz. Gregor Mendel’e genetiğin babası dememizin sebeplerinden biri de budur tabii.

1960’larda somatik hücrelerin birbirleri ile kaynaşabilmesi bulunmuştur. Bununla birlikte, genetik alanına yönelmeler ve genetik alanında yapılan çalışmalar hız kazanmıştır. Devletler, birbirleri ile adeta bir yarışa girmişlerdir. Genetiğin alt dallarından olan somatik hücre genetiğine dayanılarak, gen aktarımı deneyleri yapılmıştır. O zamanlarda eşeyli üreme ile ilgili çalışmalar ve araştırmalara da yönelme hız kazanmıştır.

1970’li yalların başlarında, temel ve teknik bilgilerin birikmesi ile çalışmalar da hız kazanmıştır. Gen kombinasyonu yapma çalışmaları büyük bir hızla devam etmiştir. Bu şekilde ilerleme devam etmiş ve günümüzde “Genetik Mühendisliği” denildiğinde akla gelen rekombinant DNA teknolojisinin temelleri atılmıştır. Bu şekilde sözünü ettiğimiz genetik mühendisliğinin gelişmeleri de hızına hız katmıştır.

2010 yılına geldiğimizde ise,  J. Craig Venter Enstitüsü ilk bakteriyel genomu üretmeyi başardı. Ardından onu, DNA’sı olmayan bir bakterinin içine enjekte ettiklerini duyurdular. Bu sayede Synthia bakterisi dünyanın ilk sentetik yaşam formu oldu…

Genetik Mühendisliği Uygulama Alanları

Daha önce de bahsettiğimiz gibi, genetik mühendisliği, bilim insanlarının bir genleri bir organizmadan alarak başka bir organizmaya aktarmasına olanak sağlayan teknolojidir. Bu teknoloji; nükleik asit hibridizasyon, rekombinant DNA, PCR, RNA, hücre kültürü ve monoklonal antikor vesaire yöntemlerini kapsamaktadır.  Genetik mühendisliği, biyoteknolojinin alt dalı değildir. Genetik mühendisliği başlı başına bir teknolojidir. Ancak biyoteknolojiye oldukça fazla katkısı olmuştur. Özellikle son yıllarda, biyoteknolojinin gelişmesine büyük katkılar sağlamıştır. Tıpta özellikle kalıtsal hastalıklarının tanısının yapılmasında, tarım ve hayvancılıkta istenilen özelliklerdeki ürünlerin eldesinde, çevre kirliliğin önlenmesi, madencilik vb. gibi pek çok alanda yine genetik mühendisliği kullanılmaktadır.

Birçok bilim insanın, 21. yüzyılın biyoloji çağı olacağını söylemiştir. Bu durumu genetik biliminin ve genetik mühendisliğinin gelişmesi ile ilişkilendirmiştir.

Ayrıca son yıllarda özellikle sıkça gündeme gelen genetik mühendisliği yöntemi olan “CRISPR Tekniği” hakkındaki yazımızı da okumanız konuyu daha iyi anlamanıza ve genetik mühendisliği ile neler yapılabileceğini kavramanıza yardımcı olacaktır.

Mühendis, şartları toplum için iyileştiren kişidir. Genetik ise canlı hücre içerisinde bulunan ve onun karakterize edilmiş, kodlanmış, ifade edilmiş şeklidir. Genetiğimiz, bizim nasıl bir canlı olacağımıza karar veren etkenlerdendir. Etkendir demiyorum çünkü buna etki edecek birçok etken var. Genetiğimiz bizim kaçta uyuyup kaçta uyanacağımıza, neleri sevip neleri sevmeyeceğimize, boyumuzun uzunluğuna, saçımızın rengine kadar birçok olayda rol oynar. Bu diğer canlılar için de baz alınarak düşünülebilir. Genetik mühendisleri bu durumları yakından inceleyen ve yeri geldiğinde toplum için müdahalede bulunan ve işleyişi toplumun yaşantısını bir mühendisin yaptığı gibi “İyileştiren” kahramanlardır.

Bu iyileştirmelere, dünyada açlığa engel olmak için kullanılan GDO‘yu yani Genetiği Değiştirilmiş Organizmaları örnek olarak gösterebiliriz. Organizmaların soğuğa dayanıklı olması, hasadın miktarının artması gibi iyileştirmelerde bulunarak günümüzde yaşanabilecek birçok açlık durumunun yaşanmasına engel olan ve domatesi, biberi, elmayı vişneyi… toplumda ekonomik açından alt kısımda olan birçok kesimin alabileceği fiyatlara indirgeyen kahramanlardır genetik mühendisleri…

Bunlar dışında, günümüzde genetik bilimine verilen önemle ve genetik hastalıkların toplum da sık görülmesiyle beraber hastanelerde de genetik testler yapılmaya başlanmış olup, bu hastalıkların genetik olup olmadığına bakılmakta ve duruma göre teşhis ve tedavi uygulanmaktadır. Hastanelere gittiğinizde bu testleri yapanların genelde moleküler biyolog olduğunu görürsünüz; bunun böyle olmasının sebebi yapılan testlerin “Genetik” düzeyde olması değil, “Test” olmasıdır. Mühendis olaya çözüm getirmekle yükümlüdür; ama yapılan testler inceleme amacıyla yapılır. Genetik mühendisi bu testleri yapabilir ancak onun mühendis yapan yanlış bir genetik değişim olduğunda bir mutasyon saptandığında, onu iyileştirmektir. Toplumun yaşam kalitesini yükseltmektir mühendisi mühendis yapan ve “Genetik Mühendisi” bunu “Genetik Materyali” kullanarak yapar. Onu diğer mühendislerden ayıran şeylerden en önemlisi budur.

Genetik mühendisinin çalışma alanlarına birçok örnek verebiliriz. Nitekim genetik mühendisleri, genetik materyalde değişiklilik yaparak birçok yerde iyileştirmeler yaparak toplumun yaşam kalitesini yükseltebilir. Bir çevre mühendisi çevre ile ilgili olguları iyileştirirken, bir inşaat mühendisi daha sağlam, deprem gibi felaketlere dayanıklı binalar yaparken, bir bilgisayar mühendisi, kullanıcının işini kolaylaştıran ve bunu yaparken zamandan tasarruf etmesini sağlayacak iyileştirmeler yaparken, genetik mühendisi toplumun yaşam kalitesini genetik materyalde ki değişiklilikleri baz alarak yapar. Biyolojik, yani canlı unsurlar ile ilgilenir. Canlı olan materyalin bulunduğu her yerde genetik mühendisliğinden bahsedebiliriz. Çünkü genetik, biyolojinin organizmalardaki kalıtım materyalini inceleyen bir dalıdır.  Bu sebeple, tıptan tarıma, inşaattan süper bilgisayarlara, eczacılıktan sulamaya, birçok yerde rastlamak mümkündür. Bir genetik mühendisini farmakoloji ile ilgilenirken görebilir, bir başka genetik mühendisini serum yaparken görebilirsiniz.

Genetik mühendislerinin çalışma ofisi laboratuvarlardır. Laboratuvar ortamının kazandıracağı disiplin ve dikkat, bir genetik mühendisinin olmazsa olmazlarındandır. Nitekim, her mühendis gibi genetik mühendislerinin de yapacağı bir hata, oldukça büyük sonuçlar doğurabilmektedir. Toplumun yaşam kalitesini yükseltmeyi amaçlarken, dönülemeyecek ya da dönülmesi çok zor olan sonuçlar ortaya koyabilir yapılan ufak bir hata…

Genetik mühendisliği mezunları, iş bulmak konusunda şüpheye düşmemelidirler. Nitekim biraz önce de bahsettiğimiz üzere çalışma alanları oldukça geniştir. Hayvancılıkta, tarımda, sulamada bile genetik mühendislerine rastlanabilir. Verimi artırmak için genetik materyali kullanan genetik mühendisleri, bu alanlarda da iş bulabilir.

Genetik mühendislerinde bulunması gereken bir takım özellikler vardır, Bunları şu şekilde sıralayabiliriz;

• Normalin üzerinde akademik yeteneğe sahip, Fen bilimlerine, özellikle biyolojiye karşı ilgi duyan ve fizik, kimya ve matematik derslerinde başarılı, bilimsel meraka sahip, araştırmacı,
• Olaylar arasında neden-sonuç ilişkileri ve bağlantıları kurabilen,
• Görme duyusu ve belleği güçlü, İnce ayrıntıları görebilen, yoğun dikkat gösterebilen,
• Dikkatli ve sabırlı kimseler olmaları gerekir.

Genetik Mühendislerinin Çalışma Ortamları

Genetik mühendisleri genel olarak laboratuvarlarda çalışırlar. Hatta laboratuvarları evleri gibi görmeleri gerekir. Bazen araştırmaları soluksuz ve uzun sürebilir. Bu yüzden laboratuvar ortamını sevmeli ve laboratuvar sorumluluklarının farkında olması gerekir. Laboratuvarlarda kurallara uymayı bilmeli, gerektiğinde hızlı, gerektiğindeyse sakin hareket etmeli; ama her zaman dikkatli olmalıdır.

Genetik mühendisliği alanında yapılan çalışmaların gelişmesiyle, günümüzde tedavisi (şimdilik) olmayan birçok genetik hastalığın tedavisi embriyonik dönemden gerçekleştirilebilir ve dünyaya daha sağlıklı bir nesil kazandırılabilir. Bu işte de devreye genetik mühendisleri giriyor. Bu sebepten gelecek neslin nasıl bir genetiğe sahip olacağında, bir inşaat mühendisinin ve mimarın mimaride olduğu  gibi, bir öğretmenin gelecek neslin hangi kalitede eğitim aldığını belirlemesi gibi, bir devlet başkanının yönettiği devlet için aldığı kararların devletin gelecekteki yolunu çizmesi kadar etkilidir.