in

HavalıHavalı ÇalışkanÇalışkan EntellektüelEntellektüel Sevgi DoluSevgi Dolu

Yüzyılın Genetik Devrimi, CRISPR-Cas9

CRISPR-Cas9: Nedir, Ne için ve Nerede Kullanılır, Etik Boyutu.

CRISPR – Cas9 Nedir?

Genom düzenleme, bir diğer şekilde; gen düzenleme yöntemi, bilim insanlarına bir organizmanın DNA’sını değiştirme olanağı sağlayan devasa bir teknolojidir. Çünkü bu muazzam buluş sayesinde genetik materyal, genomdaki belirli konumlarda eklenebilir, genomdan çıkarılabilir veya değiştirilebilir bir konuma getirilir. Genom düzenlemeye yönelik çeşitli yaklaşımlar geliştirilmiştir. Son zamanlarda en çok bilinen bir tanesi, düzenli aralıklarla kümelenmiş kısa polindromik tekrarlar(CRISPR) ve CRISPR ile ilişkili protein 9’un kısaltması olan CRISPR-Cas9 sistemidir. Bu devasa genom düzenleme teknolojisi, daha hızlı, daha ucuz, daha doğru ve hâlihazırda var olan diğer genom düzenleme yöntemlerinden daha verimli olduğu için bilim camiasında çok fazla heyecan yaratmıştır.

CRISPR-Cas9 tekniği, bakterilerin diğer organizmalarla (virüsler) olan etkileşimlerinin incelenmesiyle birlikte, bu prokaryotik bakterilerde doğal olarak oluşan bir genom düzenleme sisteminden uyarlanmıştır. Bakteriler genom yapılarına saldıran istilacı virüslerden DNA parçacıkları alır ve bunları DNA segmentlerini, bir diğer deyişle; CRISPR dizileri, oluşturmak için kullanır. Bu şekilde CRISPR dizileri, bakterilere virüsleri hatırlamaları için olanak sağlar, bu durum bakterilere önemli ölçüde avantaj sağlar çünkü virüslerin bakteri genomuna tekrardan saldırması durumunda bakteriler CRISPR dizilerinden RNA segmentleri üreterek virüs DNA’sını hedef olarak belirler. Bir sonraki aşamalarda ise bakteriler Cas9 enzimi ya da benzer başka olası bir enzimi kullanarak virüs genomunu parçalar, böylece bu organizmalar devre dışı bırakılır.

CRISPR-Cas9 sistemi in vitro ortamda da benzer şekilde çalışır. Araştırmacılar genomdaki hedef DNA sekansına bağlanan kısa bir kılavuz diziye sahip küçük RNA parçaları oluşturur, bu oluşturulan RNA dizileri Cas9 enzimine de bağlanabilir. Baterilerde olduğu gibi, modifiye edilmiş RNA sekansı belirli DNA sekansını tanımak için kullanılır, Cas9 enzimi ise bu DNA dizisini hedef bölgeden keser. Cas9 çok sık kullanılan bir enzim olmasına rağmen, diğer enzimler de, Cpf1 enzimi gibi, tercih edilebilir. Hedef DNA’nın kesilmesinden sonraki aşamada araştırmacılar, genetik materyal parçalarını eklemek, silmek veya hali hazırda var olan bir segmenti özelleştirilmiş bir DNA sekansıyla değiştirerek DNA’da ciddi değişiklikler yapar. Araştırmacılar bu süreçte hücrenin kendi DNA onarım mekanizmasına başvurur.

Genom düzenleme, insanlarda görülen hastalıkların önlenmesi ve tedavisinde büyük önem taşımaktadır. Günümüzde, genom düzenleme üzerine yapılan çalışmaların temel amacı hücre ve hayvan modelleri kullanarak hastalıkları anlamaktır, fakat bilim camiasında bu konuyla ilgili endişeler de elbette varlığını sürdürmektedir. Bu nedenle bilim insanları, bu bilimsel yaklaşımın insanlar üzerinde ne derece güvenli ve etkili olduğunu belirlemek için çalışmalarına büyük bir titizlik ve hızla devam etmekte. Araştırmalar, kistik fibroz, hemofili ve orak hücre hastalığı gibi tek gen bozuklukları dahil olmak üzere çok çeşitli hastalıkları kapsamakta. Bu devasa teknoloji, aynı zamanda kanser, kalp hastalığı, akıl hastalığı ve insan immün yetmezlik virüsü (HIV) enfeksiyonu gibi daha kompleks hastalıkların tedavisi ve önlenmesi açısından bizlere umut vaat ediyor.

Şekil 1: CRISPR-Cas9 Çalışma Mekanizması

Peki Etik Kaygılar Bu Sürecin Hangi Noktasında Ortaya Çıkıyor?

Evet, CRISPR-Cas9 teknolojisinin insan genomuna müdahale ettiği aşamada. Ayrıca bilinmesi gerekenin önemli nokta şudur; genom düzenleme teknolojisi ile getirilen değişikliklerin çoğu, somatik hücreler ile sınırlıdır. Bilindiği gibi yumurta ve sperm hücrelerine ya da embriyo genlerine yapılan herhangi bir müdahale bir diğer nesillere üreme yoluyla aktarılabilirken, somatik hücreler yumurta ve sperm hücreleri dışındaki bir hücre türüdür, bu nedenledir ki, yapılan değişiklikler sadece belirli dokuları etkilemekle kalır, bir nesilden diğerine geçmez. Germ hattı hücreleri (yumurta ve sperm) ve embriyo genom düzenlemesi, bu teknolojinin boy veya zekâ gibi normal insan özelliklerini geliştirmek için uygulanmasının önünün açılıp açılmayacağı dahil olmak üzere birden fazla etik tartışmayı da beraberinde getirir. Fakat, birçok ülkede bu teknolojinin germ hattı hücreleri ve embriyo genomu üzerinde düzenlemelerde bulunacak olması, etik ve güvenlik konusundaki endişelere dayanarak, halen daha yasa dışıdır.

Kaynak: https://medlineplus.gov/genetics/understanding/genomicresearch/genomeediting

Görsel Kaynaklar:

  1. https://twitter.com/GlobalBRev/status/904229177943097344/photo/1
  2. https://top10suthat.com/top-10-phat-hien-chan-dong-khoa-hoc-nam-2017.html

Editör: Tolga Polat

Ne düşünüyorsunuz?

8 Points
+ Oy - Oy

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir