İçeriğe atla

Biyoteknoloji

İnsülin kristalleri
Biyoloji
Yaşam bilimi
Temel bileşenler
Dallar
Araştırma
Uygulamalar

Biyoteknoloji; hücre ve doku biyolojisi kültürü, moleküler biyoloji, mikrobiyoloji, genetik, fizyoloji ve biyokimya gibi doğa bilimlerinin yanı sıra makine mühendisliği, elektrik-elektronik mühendisliği ve bilgisayar mühendisliği gibi mühendislik dallarından yararlanarak, DNA teknolojisiyle bitki, hayvan ve mikroorganizmaları geliştirmek, özel bir kullanıma yönelik ürünleri oluşturmak ya da dönüştürmek için biyolojik sistemleri, canlı organizmaları ya da türevlerini kullanan uygulamaların tümüne verilen addır.[1]

Biyoteknoloji, temel bilim buluşlarını kısa sürede yararlı ticari ürünlere dönüştürebilmesiyle bir anlamda kendi talebini de yaratabilir. Bu yönüyle de diğer teknolojilerden ayrılır. Örneğin sıcak su kaynaklarında yaşayan bakterilerin birinden elde edilen yüksek sıcaklığa dayanıklı bir enzim, günümüzde uygulama ve temel bilim çalışmalarının ayrılmaz bir parçası olan PCR'nin önemli bir girdisidir. Biyoteknoloji uygulamaları; mikrobiyoloji, biyokimya, moleküler biyoloji, hücre biyolojisi, immünoloji, protein mühendisliği, enzimoloji ve biyoproses teknolojileri gibi farklı alanları bünyesinde toplar. Bu nedenle de biyoteknoloji birçok bilimsel disiplinle karşılıklı ilişki içinde gelişir.

Bitki, hayvan veya mikroorganizmaların tamamı ya da bir parçası kullanılarak yeni bir organizma (bitki, hayvan ya da mikroorganizma) elde etmek veya var olan bir organizmanın genetik yapısında arzu edilen yönde değişiklikler meydana getirmek amacı ile kullanılan yöntemlerin tamamına Biyoteknoloji denmektedir.

Biyoteknoloji, insan, hayvan ve bitki hücrelerinin fonksiyonlarını anlamak ve değiştirmek amacıyla uygulanan çeşitli teknikleri ve işlemleri tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Canlıların iyileştirilmesi ya da endüstriyel kullanımına yönelik ürünler geliştirilmesini, modern teknolojinin doğa bilimlerine uygulanmasını kapsar.

Uygulamalar

  • Canlı Klonlama

5 Temmuz 1996'da Dolly isimli bir koyun klonlandı. Bir koyunun meme dokusundan bir hücre alarak bunu çekirdeği çıkartılmış bir yumurtaya aktarıldı ve elektrik şoku verilerek Dolly oluşturuldu.[2]

  • İnsan sağlığına yönelik olarak proteinlerin üretilmesi
  • Bazı hormon, antikor, vitamin ve antibiyotik üretilmesi
  • Çok zor şartlara sahip çevrelerde (sıcak, kurak, tuzlu...) yaşayan organizmaların enzimlerini ve biyomoleküllerini saflaştırarak bunların sanayide kullanılması
  • Yeni sebze ve meyve üretimi
  • İnsandaki zararlı genlerin elemine edilmesi
  • Aşı, pestisit, tıbbi bitki üretimi[3]
  • İnsanın zarar görmüş veya işlevini kaybetmiş organ ve dokularının değiştirilmesi için yapay organ ve doku üretimi[4]
  • Parlayan tütün üretilmesi

CRISPR/Cas9 ve Genetik

2020'de Nobel Kimya ödülü alan[5] Emmanuelle Charpentier ve Jennifer A. Doudna, tarafından icat edilen genetik düzenleme teknolojisi CRİSPR/Cas9, Kümelenmiş Düzenli Aralıklı Kısa Palindromik Tekrar Dizileri (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) isminin kısaltılmışıdır. 2005 yılında CRISPR genleri üzerine çalışan 3 farklı grubun araştırmaları ve keşfi ile kanıtlandı. Araştırmalar sonucu keşfedilen şey, CRISPR kümelerinde bulunan aralık genlerinin, o canlıyı enfekte eden bazı virüsler ile aynı dizilime sahip olduğuydu. Bir virüs DNA'sı ile aynı dizilime sahip aralık genine sahip olmak, o virüse karşı bir direnç oluşturuyordu.aktif bir Cas9, DNA'yı yüksek hassaslıkta ve doğrulukta kesebilmeleri için gereken tek şey o DNA'nın dizisini kesebilecek bir makastı. Bundan hareketle DNA'nın bu baz dizisine denk gelen RNA molekülü oluşturuldu ve bu RNA molekülü Cas9 proteini ile birleştirilerek bir kompleks yapıldı.

CRİSPR/Cas9: Cas9 isimli DNA kesebilen bir enzim ve Guide RNA denilen Cas9 enziminin kesilinmesini istediği yere götüren bir "rehber RNA"dan oluşur. Bu teknoloji sayesinde insanlık DNA'sı değiştirilebilen insanlar yaratabilir.

Açık kaynaklı biyoteknoloji

Açık kaynaklı biyoteknoloji açık kaynaklı fikirlerin geliştirildiği ve desteklendiği kurumlar, açık kaynaklı yazılımlar ve açık kaynaklı veritabanları ve veri paylaşım formatlarından oluşmaktadır.

Ayrıca bakınız

Avrupa Biyoteknoloji Derneği

Kaynakça

  1. ^ Türkiye'de Biyoteknoloji ve Toplumsal Kesimler. Ankara Üniversitesi Biyoteknoloji Enstitüsü Yayınları. s. s.7. 7 Nisan 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Nisan 2023. 
  2. ^ Bağış, H. (2000). Klonlama.
  3. ^ "2000'li yılların bilimi: Biyoteknoloji, Murat Demirtaş". 3 Aralık 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Aralık 2013. 
  4. ^ AKKUŞ, H. G. N., GÜNAYDIN, B. E., & USTUNDAG, C. (2020). DOKU MÜHENDİSLİĞİNDE 3 BOYUTLU BİYO-BASKI İÇİN BİYOFONKSİYONEL MÜREKKEPLER. International Journal of 3D Printing Technologies and Digital Industry, 4(3), 285-294.
  5. ^ "Arşivlenmiş kopya". 15 Ocak 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Ocak 2021. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Genetik</span> biyolojinin organizmalardaki kalıtım ve çeşitliliği inceleyen bir dalı

Genetik ya da kalıtım bilimi, biyolojinin organizmalardaki kalıtım ve genetik varyasyonu inceleyen bir dalıdır. Türkçeye Almancadan geçen genetik sözcüğü 1831 yılında Yunanca γενετικός - genetikos ("genitif") sözcüğünden türetildi. Bu sözcüğün kökeni ise γένεσις - genesis ("köken") sözcüğüne dayanmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Sitoloji</span> Hücreleri inceleyen biyoloji dalı

Sitoloji veya hücre biyolojisi, kökü Yunancadaki kytos, barındırıcı kelimesidir), hücrelerin fizyolojisini, yapısını, içerdiği organelleri, bulunduğu ortamla olan ilişkisini, yaşam döngüsünü, bölünmesini ve ölümünü inceleyen bir bilim dalıdır. Bu işlem hem moleküler hem de mikroskobik ölçüde gerçekleştirilir. Sitoloji araştırmaları, bakteriler ve protozoa gibi tek hücreli organizmalardan, insan gibi çok hücreli organizmalara kadar büyük bir alana yayılır.

<span class="mw-page-title-main">Biyokimya</span> Canlı organizmalardaki kimyasal süreçlerin incelenmesi

Biyokimya, bitki, hayvan ve mikroorganizma biçimindeki bütün canlıların yapısında yer alan kimyasal maddeleri ve canlının yaşamı boyunca sürüp giden kimyasal süreçleri inceleyen bilim dalıdır.

Genetik mühendisliği, canlıların kalıtsal özelliklerini değiştirerek, onlara yeni işlevler kazandırılmasına yönelik araştırmalar yapan bilim alanıdır. Bu uygulamalarla uğraşan bilim insanlarına "genetik mühendisi" denir. Genetik mühendisleri, genlerin yalıtılması, çoğaltılması, farklı canlıların genlerinin birleştirilmesi ya da genlerin bir canlıdan başka bir canlıya aktarılması gibi çalışmalarla uğraşırlar. Genetik mühendisliği için, rekombinant DNA teknolojisi, gen klonlaması, DNA klonlaması, genetik maniplasyon/modifikasyon veya gen ekleme (splays) birçok bilim insanınca eş anlamlı olarak kullanılabilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Genetiği değiştirilmiş organizmalar</span>

Genetiği değiştirilmiş organizma (GDO), genetik mühendisliğinin çeşitli teknikler kullanarak yaptığı müdahalelerle kalıtımsal değişikliğe uğrattığı bir organizma. Bu teknikler rekombinant DNA ya da "rekombinant DNA teknolojisi" olarak da bilinirler. Rekombinant DNA teknolojisi sayesinde DNA molekülleri tüpte, yani canlı organizmanın ya da hücrenin dışında, yeni bir tür yaratmak üzere bir molekül içinde bir araya getirilebilmektedir. Bu DNA da bir organizmaya aktarıldığında değiştirilmiş özellikleri ya da kendine özgü özellikleri olan bir canlının ortaya çıkmasını sağlamaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Rekombinant DNA</span> Moleküler düzeyde insan eliyle oluşturulan ve yeni DNA dizileri üreten DNA molekülleri

Rekombinant DNA teknolojisi, doğada kendiliğinden oluşması mümkün olmayan, çoğunlukla farklı biyolojik türlerden elde edilen DNA moleküllerinin, genetik mühendislik teknolojisiyle kesilmesine ve elde edilen farklı DNA parçalarının birleştirilmesi işlemlerini kapsayan bir teknolojidir. Rekombinant DNA ise; bu işlem sonucu üretilmiş olan yeni DNA molekülüne verilen isimdir ve kısaca rDNA olarak yazılır.

<span class="mw-page-title-main">Moleküler biyoloji</span> Canlı yapılarını moleküler düzeyde inceleyen bilim dalı.

Moleküler biyoloji, canlılardaki olayları moleküler seviyede inceleyen biyoloji dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Klonlama</span> genetik olarak özdeş bireyler üretme süreci

Klonlama, temel olarak, herhangi bir şeyin aynısının kopyalanması 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.

<span class="mw-page-title-main">Plazmid</span> Hücre içindeki küçük DNA molekülü

Plazmidler; bakteriler, arkeler ve ökaryotlar arasında birçok mikroorganizmada bulunan dairesel veya çizgisel ekstrakromozomal replikonlardır. Bakterilerin genetik bilgiyi aktarması, hızlı evrimleşmelerini ve adaptasyonlarını kolaylaştırması için önemli araçlardır. Hedeflenen genleri ekleyerek, değiştirerek veya silerek mikroorganizmaları manipüle etmek ve analiz etmek için önemli araçlar olarak hizmet eder. Prokaryotik hücrelerde bulunurlar ve kromozomlardan bağımsız olarak çoğalırlar. Ek olarak, plazmidler hücreler arasında aktarılabilir, bu da onları prokaryotik evrimde önemli itici güçler olarak kabul eder ve onları yanal gen aktarımına aracılık eden güçlü ajanlar yapar. Antibiyotik direnci gibi yeni işlevler sağlayarak konakçı evrimini hızlandırmakla kalmazlar, aynı zamanda artan gen ifade seviyeleri ve kopya sayısı değişiklikleri yoluyla mutasyonların edinim oranlarına da yol açabilirler. Plazmid genomları genellikle, aynı aileden ilgili plazmidler arasında korunan ve replikasyon ve hareketlilik gibi önemli plazmide özgü işlevlerle ilişkili çekirdek lokusların bir omurgasını içerir. Etkili yatay gen transfer (HGT) vektörleri olarak görev yapar.

Protein ve enzimler üretilirken, DNA üzerindeki genlerin harf dizilimi örnek alınarak bu genlere karşılık gelen RNA kopya dizilimleri çıkarılır. Bu RNA'lar sentezlendikten sonra, genin bazı bölümleri Uçbirleştirme adı verilen bir mekanizma ile RNA'nın içerisinden atılır ve kalan kısımlar (exonlar) birleştirilir. DNA'nın okunduktan sonra atılan bu bölümüne intron adı verilir. Intronlar, mRNA ve protein kodlamasına katılmazlar.

<span class="mw-page-title-main">Virüs</span> canlı ve ya cansız arası mikroskobik enfeksiyon etkeni

Virüs, sadece canlı hücreleri enfekte edebilen ve böylece replike olabilen mikroskobik enfeksiyon etkenleri. Virüsler; hayvanlardan ve bitkilerden, bakterilerin ve arkelerin de içinde bulunduğu mikroorganizmalara kadar her türlü canlı şekillerine bulaşabilirler.

<span class="mw-page-title-main">Gen ifadesi</span> Bir gen dizisinin olgun bir gen ürününe veya ürünlerine dönüştürülmesi

Gen ifadesi ya da gen ekspresyonu, DNA dizisi olan genlerin, fonksiyonel protein yapılarına dönüşmesi süreci için kullanılan bir terimdir. Basitçe, bu durum genlerin açık (aktif) olup olmadıkları olarak da tanımlanabilir.

<span class="mw-page-title-main">Gen yalıtımı</span>

Gen yalıtımı veya izolasyonu, rekombinant DNA teknolojisinde, bir canlıya herhangi bir genin istenilen yön ve biçimde yeni bir düzenleme içine sokulmasındaki ilk aşamadır. Bu yöntemle ilgilenilen geni taşıyan DNA parçaları elde edilir. İşlem için değişik yollar kullanılabilir. Bu yöntemler şu şekilde sıralanabilir:

1. Genellikle kullanılan yöntemlerden biri, bir canlıdan yalıtılan ve saflaştırılan DNA moleküllerini, çift zincirli yapılarını bozmadan parçalamaktadır.
<span class="mw-page-title-main">Moleküler klonlama</span>

Moleküler klonlama, Gen çoğaltımı veya Gen klonlaması, rekombinant DNA moleküllerinin uygun bir konak hücreye sokularak orada çoğaltılması işlemine verilen addır.

<span class="mw-page-title-main">CRISPR</span> Gen Değişimleri veya Yapay Gen Aktarımı

CRISPR, DNA dizilimleri kümesidir.

<span class="mw-page-title-main">Biyokimya mühendisliği</span>

Biyokimya mühendisliği, biyolojik ve biyokimyasal olaylara dayalı süreç ve ürünleri tasarlamak, geliştirmek veya kullanmak için mühendislik ilkelerinin benimsenerek uygulanmasıdır. Biyoproses mühendisliği olarak da bilinen ve biyolojik olayları kimyasal prensiplerle araştıran, analiz eden bir mühendislik dalıdır. Canlı bir organizmada meydana gelen kimyasal olayların incelenmesi ile başlayan biyokimya araştırmaları günümüzde başta tıp olmak üzere tarım, beslenme ve ilaç endüstrisinde de uygulama alanı bulan bir bilim dalı haline gelmiştir. Biyoloji ve kimya temel bilimlerinin bir çalışma alanı olan biyokimya, temel mühendislik prensipleriyle birçok çalışmanın gelişmesine öncülük etmiştir.

<span class="mw-page-title-main">CRISPR gen düzenleme</span> gen düzenleme yöntemi

Moleküler biyolojide, CRISPR gen düzenleme, canlı organizmalara ait genomların değiştirilebilmesini sağlayan bir genetik mühendisliği tekniğidir. Bu teknik, bakteriyel CRISPR-Cas9 antiviral savunma sisteminin basitleştirilmiş bir versiyonuna dayanmaktadır. Bu teknik ile sentetik bir guide RNA (gRNA)'nın, komplekslenmiş Cas9 nükleazın bir hücreye iletilmesiyle hücrenin genomu istenen bir konumda kesilebilir.

<span class="mw-page-title-main">Tıbbi biyoloji</span>

Tıbbi biyoloji veya biyomedikal, sağlık hizmetlerinde ve laboratuvar teşhislerinde pratik uygulamaları olan bir biyoloji alanıdır. Medikal hizmetlerde ve medikal bilim araştırmalarında bu bilim dalı büyük önem taşır zira diğer canlılar ve insanın medikal olmayan özellikleri bu uzmanlığın araştırmaları ve ışığında ilerleyebilir. Örneğin; hayvan kaynaklı olabilecek enfeksiyonlarda hayvan biyolojisi ve insan hastalıkları arasındaki ilişkiyi iyi bilen ve aktaran uzmanlar gerekir veya genetik aktarımla ilgili klinisyenlerin yeterli bilgisi olmayabilir. Biyomedikal kendi çapında halihazırda büyük araştırmalara imza atan ve tıp alanının dışında insan biyolojisinin gizemlerini açıklayan bir bilim dalıdır fakat genellikle tıbbi kondisyonlar hakkında yardım alınması amacıyla istihdam edilir. Tipik olarak "biyo-" ön ekini içeren birçok biyomedikal disiplini ve uzmanlık alanını içerir, örneğin:

Moleküler klonlamada vektör, yabancı bir nükleik diziyi yapay olarak çoğaltılabileceği ve/veya ifade edilebileceği başka bir hücreye taşımak için bir araç olarak kullanılan herhangi bir parçacıktır. Yabancı DNA içeren bir vektör rekombinant DNA olarak adlandırılır. Dört ana vektör türü plazmidler, viral vektörler, kozmidler ve yapay kromozomlardır. Bunlar arasında en yaygın kullanılan vektörler plazmidlerdir. Tüm tasarlanmış vektörlerde ortak olan bir replikasyon orijini, bir çoklu klonlama bölgesi ve seçilebilir bir işaretleyicidir.

<span class="mw-page-title-main">Biyolojinin ana hatları</span> Vikimedya liste maddesi

Biyoloji - Yaşamı inceleyen doğa bilimi. Odaklandığı alanlar arasında yapı, işlev, büyüme, köken, evrim, dağılım ve taksonomi yer alır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.