Genetik Yolculuğu
1822 yılının sıcak bir temmuz günü Heizendorf’ta bulunan bir çiftlik evinde Johann adında bir bebek dünyaya gözlerini açtı. Çiftçi bir babaya sahip olan Johann çocukluk yıllarını kırsal bir bölgede geçirdi. 11 yaşına kadar bir köy okulunda eğitim gördü. Okul müdürü göze çarpan öğrenme yeteneği nedeniyle Johann’ın Troppau’da bir ortaokula gönderilmesi fikrini ailesine tavsiye etti. Bu durum aile üzerinde maddi bir baskı doğurdu. Ancak Johann’ın babası tüm zorluklara rağmen oğlunu o okula göndermeye karar verdi. Boş zamanlarında dersler de veren Johann 1840 yıllında liseyi başarılı bir şekilde bitirerek Olmütz Üniversitesi Felsefe Enstitüsü’ne kaydoldu. Enstitü programını bitirdikten sonra babasının aile çiftliğini devralması beklentisine karşın 1843 yılında rahip adayı olarak St. Thomas Manastırı’na girdi. Burada geleneğe uygun olması açısından Gregor ismini aldı. Düşünülenin aksine o zamanlarda manastır bölge için bir kültür merkezi idi. Johann üyelerin öğretilerini almakla birlikte manastırın geniş kütüphanesine ve deneylere katılma imkanına da sahip oldu. Bu manastır doğa bilimlerine önem veren bir yerdi.
Bunun yanı sıra Johann öğretmen olmayı çok istiyordu. Öğretmenlik sınavına girdi. Ancak sınavda başarısız oldu. Manastır başrahibi bir mektubunda Johann’ın rahip olarak çalışmaya uygun olmadığını ve doğa bilimleri alanında ilgi çekici bir yeteneğe sahip olduğu belirtti. 1851 yılında ise manastır Johann’ın tüm masraflarını karşılayıp Viyana Üniversitesi’ne gönderdi. Burada fizik profesörü Christian Doppler ile tanışma fırsatına sahip oldu. Johann doğa bilimlerine olan ilgisini matematiksel analizle birleştirmeye başladı. Franz Unger tarafından botanik eğitimi aldı. 1853 yılına kadar burada kaldıktan sonra manastıra geri döndü. 10 yıl süreyle bir ortaokulda eğitmen pozisyonunda görev yaptı. Bu süre zarfında çeşitli deneyler yaptı. Küçük yaşta aynı bitkilerin farklı şekil ve renkte olması dikkatini çeken Johann 1856-1863 yılları arasında birçok bitki üzerinde pek çok çalışma yaptı. Amacı bitki özelliklerinin bir kuşaktan diğer kuşağa nasıl aktarıldığını belirlemekti. Bir çiftlik doğayla iç içi büyüyen küçük çocuk bezelyelerle yaptığı deneylerle bilim dünyasında bir çığır açtı. 1884 yılının ocak ayında öldüğünde genetik biliminde bir başlangıç yaptı her ne kadar çalışmaları öldükten sonra değer kazansa da. Johann Gregor Mendel…
Genler bilim insanları tarafından anlaşıldıkça gen üzerinde bir çalışma yapmak adına sistem geliştirme çalışmalarına başlandı. Hatalı genleri düzeltmek ve var olan genleri daha verimli hale getirmek adına gen düzenleme sistemleri geliştirildi. Bu sistemlerde; DNA’yı kesen bir
nükleaz bölümü ve bir de nükleaza keseceği yeri gösteren rehber hedef DNA bölümü vardı. Bu sistemlerden ilki 1991 yılında iki bilim insanı tarafından Zinc-Finger nukleases (çinko parmaklı nükleaz) sistemi ile geliştirildi. Bu sistemde ZFN (çinko parmak nükleazları)’ler belirlenen bölgelerde DNA’da çift sarmallı kopmalar oluşturarak hedeflenen bölgenin düzenlenmesini sağlamaktaydı. Protein temelli olan bu sistemde DNA’ya bağlanan ZF (zinc finger) birimi üç spesifik nükleotidi tanır. Fokl kesim domainini oluşturur. Kesim işlemi Fokl (Flavobacterium okeanokoites bakterisinden izole edilen bir kesim enzimi) tarafından gerçekleşir. Bu sistem dizaynlarının zor olması ve hedef dışı etki yapması nedeniyle az tercih edilen bir sistemdir. 2009 yılına gelindiğinde ise bir diğer gen düzenleme sistemi TALEN geliştirildi. TALEN’de ZFN gibi bir DNA bağlanma domaini ve bir DNA kesim domaininden oluşmaktaydı (Fokl). TALEN sisteminde nükleotidi tanıma işlemi TALE proteinleri tarafından yapılmaktaydı. 2012 yılında ise CRISPR-Cas9 sistemi geliştirildi. Bakterilerde bulunan cas enzimleri saldırganları ikinci seferde tanıyarak yok etme yeteneğine sahipti. Bunun nasıl gerçekleştiğini anlamaya çalışan bilim insanları; virüs saldırısından korunan bakterilerin saldırganın DNA parçalarını kendine ekleyerek bir sonraki seferde onu tanıyabilme yetisine sahip olduğunu keşfetmişti. Hücreye giren her virüs CRSIPR dizilimine kaydedilmekteydi. Bu sistemde diğerlerinden farklı olarak hedef DNA üzerinde rastgele bağlanmayıp crRNA’lar (rehber RNA) üzerinde kesin olarak bağlanma sağlandı.
Kaynakça
Bezelye Dergisi 1 ve 2. Sayısı
http://dergipark.gov.tr/download/article-file/323586
Fotoğraflar
https://www.clearias.com/up/Gene-Editing.jpg