Biyoteknoloji

iyoteknoloji; hücre ve doku biyolojisi kültürü, moleküler biyoloji, mikrobiyoloji, genetik, fizyoloji ve biyokimya gibi doğa bilimleri yanında mühendislik ve bilgisayar mühendisliğinden yararlanarak, rekombinant DNA teknolojisiyle bitki, hayvan ve mikro organizmaları geliştirmek, doğal olarak var olmayan veya ihtiyacımız kadar üretilemeyen yeni ve az bulunan maddeleri (ürünleri) elde etmek için kullanılan teknolojilerin tümüdür. Biyoteknoloji, temel bilim buluşlarını kısa sürede yararlı ticari ürünlere dönüştürebilmesiyle bir anlamda kendi talebini de yaratabilir. Bu yönüyle de öteki 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. aktarılmıştır. Buğday, arpa gibi yüksek ekonomik öneme sahip ürünlerde henüz üretime sokulmuş bir transgenik ürün bulunmamaktadır. Tahıllarda başarının gecikmesinde bitkinin biyolojisi yanında tohum değiştirmeme ihtimalinin yüksek ve dolayısıyla kar oranının az olması da etkili olmaktadır. Özellikle buğdayda çalışmalar hibrit buğday elde etmeye yönlendirilmiştir. Ancak hibrit buğdayın elde edilmesinden sonra transgenik çeşitlerin geliştirilmesi önem kazanacaktır. Tıbbi Biyoteknoloji Biyoteknoloji çeşitli hastalıkların teşhisi ve tedavisinde alternatif kit ve ilaçlar sağlayarak tıp dünyasına girmiştir. Biyoteknoloji uygulamaları insan hastalıklarının tedavisinde özellikle kanser ve genetik hastalıkların tedavisinde, bu hastalıkların kaynaklarının belirlenmesinde kullanılmaktadır. En yoğun kullanım alanı ise aşı üretimidir. Biyoteknoloji insanların genetik yapısının belirlenmesine olanak sağlamaktadır. Böylece ileri teşhis yöntemleri geliştirilebilmekte ve hastalık sebepleri daha kolay belirlenebilmektedir. Genetik işaretleyicilerin kullanımı ile en uygun tedavi yöntemi seçilmektedir. Yeni ilaçların test edilmesi ve geliştirilmesinde kolaylık sağlamaktadır. Yaklaşık 4000 genetik bozukluk tek bir gende olan eksiklikten kaynaklanmaktadır. 1980’lerin başında modern biyoteknoloji gen terapisi uygulamaları ile tıp dünyasına girdi. Gen terapisi öncelikle kan bozuklukları gibi tek gene bağlı hastalıkların tedavisinde kullanıldı. 2005 yılı itibariyle bu tür bozuklukların teşhisinde büyük mesafeler kaydedilmiş olacaktır. 1990’ların başından itibaren gen terapisi sonradan edinilen hastalıkların tedavisine kadar genişledi. Günümüzde gen terapisi çevresel faktörlerin de dahil olduğu çok faktörlü ve birden çok gene bağlı hastalıkların tedavisinde de uygulanma potansiyeline sahiptir. Gen terapisi amaca göre somatik hücrelerde uygulanarak kalıtsal özellik taşımaz veya üreme hücrelerinde uygulanarak kalıtsal olması sağlanır.

Ancak vektörlerin istenen geni etkin olarak taşımadığı ve taşınan genin kalıcılığının çok uzun olmadığı anlaşıldı. Bu alanda cevapsız sorular olmasına rağmen ilaç sektörü laboratuarlarda üretilmiş organizmalara gen aktarımı yoluyla gen terapisini biyo-ilaçlar haline getirdiler. Böylece biyoteknoloji insulin ve büyüme hormonu başta gelmek üzere çeşitli proteinden olma ilaçların geliştirilmesinde ve üretiminde kullanılmaya başlandı. Şeker hastalığı, hemofili, kan bozuklukları, büyüme bozuklukları ve sistik fibrosis tedavileri biyoteknoloji ile kolaylaştırıldı. Modern biyoteknoloji metotları aşı üretiminde de kolaylık sağladı. Biyoteknoloji aşı üretiminde yaşanan miktar sorununu ortadan kaldırdı ve ikincil kaynakların kullanımına olanak sağladı. Özellikle hepatit B aşılarının rekombinant DNA teknolojisi kullanılarak üretimine başlandı. Günümüzde, az gelişmiş ülkelerde ciddi halk sağlığı problemlerine yol açan tifo, sarılık gibi bulaşıcı hastalıklar için de biyoteknoloji kullanılarak aşılar üretilmektedir. Ayrıca enfeksiyon yapan hastalık etmenleri önceden belirlenebilmektedir. Bu gelişmeler viral bulaşma riskinin azaltılmasını da beraberinde getirdi. Biyoteknoloji mevcut teknolojilerle üretilemeyen aşıların üretimine olanak sağlamıştır. İnsan genomunun biyoteknoloji metotları ile incelenebilmesi genetik hastalıkların ve kanserin önceden tahmin ve teşhis edilebilmesini böylece ön tedbirler ve erken tedavi yöntemleri ile tıbbi başarının artmasını sağlamıştır. Antijenlerin biyoteknoloji ile üretimi de kanser tedavisinde de yeni bir ışık yakmıştır. Günümüzde biyoteknolojik yollarla üretilen ilaçlar halihazırda dünya ilaç üretiminin %5’ini oluşturmaktadır. 2005 yılında bu oranın %15’e çıkması beklenmektedir. Piyasaya çıkan her 50 ilaçtan 10-15’i biyoteknolojik yöntemlerle geliştirilmiş ve üretilmiştir. 1990’ların başından itibaren 100 adet biyoteknolojik yollarla geliştirilmiş ilacın klinik deneylerine başlanmıştır. Mevcut ilaçlarla tedavisi mümkün olmayan bazı ilaçlar için biyoteknolojik yollarla geliştirilmiş 200-300 bileşim tedavide kullanılmaktadır. İlaçlarla ilgili alınan patentlerin %63’ü ABD ve Kanada, %25’i Avrupa, %7’si Japonya’da ve kalan %5’i diğer ülkelerde geliştirilmiş ilaçlara aittir. Mikroorganizmalarda genetik mühendisliği Biyoteknoloji özellikle fermantasyon teknolojisi, biyo-degredasyon süreçleri, ayrıştırma metotları gibi alanlarda kullanılan mikroorganizmalara yeni özellikler kazandırılarak veya istenmeyen özellikler elimine edilerek endüstriyel üretime katkı sağlamaktadır. Modern biyoteknoloji teknikleri mikroorganizmaların dizinsel ve işlevsel özelliklerinin araştırılmasında kolaylıklar sağlamıştır. Böylece mikroorganizmalara gen transferi yapılarak yeni özellikler taşıyan mikroorganzimaların genetik inşası özellikle çevre sektöründe biyolojik temizleme (bioremediation) ve koruma çalışmalarında uygulama alanı bulmuştur.