Islah ve Genetik
Tuğçe Nur Turgut – Acıbadem Üniversitesi, Moleküler Biyoloji ve Genetik
Bu yazıda biyoteknoloji alanındaki gelişmelere bağlı olarak ortaya çıkan Genetiği Değiştirilmiş Organizma (GDO) kavramını ele alacağız.
Biyoteknoloji
Biyoteknoloji terimi ilk defa 1919 yılında Macar bir ziraat mühendisi olan Károly Ereky tarafından kullanılmıştır. 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 da yararlanarak, DNA teknolojisiyle bitki, hayvan ve mikroorganizmaları geliştirmek, doğal olarak var olmayan veya ihtiyacımız kadar üretilemeyen yeni ve az bulunan maddeleri (ürünleri) elde etmek için kullanılan teknolojilerin tümüdür.(1)
Biyoteknolojinin Kullanım Alanları Nelerdir?
Biyoteknoloji tanımından da anlaşılacağı üzere çok disiplinli bir bilimdir. Bu nedenle biyoteknolojinin tıp, gıda, tarım, çevre ve sanayi gibi birçok dalda geniş uygulama alanları bulunmaktadır. Bunlardan birkaçı şunlardır:
-Besin değeri yüksek, raf ömrü uzun ve düşük maliyetli besin üretiminde
-İlaç, antibiyotik ve aşı üretiminde
-Tıbbi bitki üretiminde
-Hasar oluşan beyin ve omurilik onarımında
-İnsanların sağlığı için yararlı olan protein üretiminde
-Kanser gibi ciddi hastalıkların tedavisinde ve önlenmesinde
-Biyolojik temizlemede biyoteknoloji kullanılmaktadır
Her ne kadar biyoteknoloji terimi ilk defa 1919 yılında kullanılmış olsa da, tahılların ıslahı ile tarıma geçilmesiyle (M.Ö 10.000) birlikte biyoteknolojik yöntem ve uygulamalar insanoğlunun hayatında vâr olmaya başlamıştır. Bu nedenle, biyoteknolojik çalışmaları geleneksel ve modern olmak üzere ikiye ayırabiliriz. Geleneksel biyoteknolojik çalışmalara örnek olarak alkol ve mayalı ekmek üretimi örnek verilebilir. Modern anlamdaki biyoteknolojik çalışmalara ise Gen Transfer Teknolojisi (Rekombinant DNA Teknolojisi) örnek verilebilir.
Modern Biyoteknoloji
Geleneksel ıslah ve seçimde (seleksiyon) kullanılan teknikler dışında, doğal fizyolojik üreme engelini aşarak, rekombinant deoksiribonükleik asidin (rDNA) ve nükleik asidin hücrelere ya da organallere doğrudan aktarılmasını sağlayan laboratuvar ortamında (in vitro) oluşturulmuş nükleik asit tekniklerinin ya da taksonomik olarak sınıflandırılmış familyanın dışında, farklı tür ve sınıflar arasında hücre füzyonu tekniklerinin uygulanmasıdır.(2)
Rekombinant DNA Teknolojisi Nedir?
Rekombinant DNA teknolojisi, bir organizmadan herhangi bir yolla izole edilen bir genin (DNA parçasının) uygun bir konağın içerisine sokularak orada çoğalmasını ve bazen de anlatım yapmasını amaçlayan çalışmalara ait tekniklerin toplamıdır. Bu teknoloji, en geniş anlamda, belli bir amaca yönelik olarak doğrudan genetik materyal üzerinde yapılan çalışmaları kapsar. Rekombinant DNA Teknolojisi’nin genetik temeli rekombinasyondur. Rekombinasyon, farklı genetik yapıdaki (genotip) bireyler arasında eşleşmeler meydana geldiğinde, ana-babaya ait kalıtsal özelliklerin dölde değişik gruplanmalar halinde bir araya gelmesine yol açan olaylar dizisidir.(3) Rekombinant DNA teknolojisi çalışmalarına örnek olarak genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO) verilebilir.
Genetiği Değiştirilmiş Organizma (GDO) Nedir?
Gen teknolojisi kullanılarak doğal süreçler ile elde edilmesi mümkün olmayan yeni özellikler kazandırılmış organizmalara Genetik Olarak Değiştirilmiş Organizma (GDO) veya uluslararası kullanımı ile Genetically Modified Organizma (GMO) denilmektedir. Transgenik tabiri de aynı anlamda kullanılmaktadır.(4)
GDO’nun Tarihçesi
Moleküler biyoteknoloji ve gen teknolojisinde meydana gelen hızlı gelişmeler sonucunda, 1960 yılında gen teknolojisi ürünü ilk gıda üretilmiştir. 1973 yılında bakterilerde (Escherichia coli) gen aktarımı ile başlayan süreç, 1980’li yıllardan itibaren giderek hız kazanmıştır. 1990’da ticari olarak ilk transgenik bitki üretimine başlanması ve 1996 yılından itibaren de rekombinant DNA teknolojisi ile elde edilen genetiği değiştirilmiş Flavr Savr isimli domatesin dünya ticaretine girmesiyle birlikte bu ürünlerin üretimi dünya genelinde hızlı bir şekilde yaygınlaşmaya başlamıştır.(5) Deney hayvanları üzerinde yapılan çalışmalarda ise ilk kez fareler kullanılmış; ilerleyen yıllarda çalışmalar tavşan, koyun, keçi, domuz ve inek gibi memeli hayvanlara doğru yönelmiştir. Son on yılda ise bu alanda üretilen GD hayvanlar ticarileştirilmeye başlanmış ve 2009 yılında ilk ticari transgenik (genetiği değiştirilmiş) hayvan olarak bir keçi üretilmiştir. Bu transgenik keçiden Biotherapeutics firması tarafından kanın pıhtılaşmasını önleyen bir ürün olan ATryn GTC üretilmiştir. İnsan pıhtılaşma sisteminin birkaç enzimini etkisiz (inaktive) hale getiren küçük bir protein molekülü (antitrombin) genleri mikroenjeksiyon yöntemi kullanılarak keçi embriyolarının hücre çekirdeklerine aktarılmış ve keçi süt bezlerinden insana özgü antitrombin elde edilecek hale getirilmiştir. Ayrıca ATryn, genetiği değiştirilmiş hayvanlardan üretilen ilk ilaç olma özelliğini de taşır.(6)
GDO’lu Ürünler Nasıl Saptanıyor?
Bir ürünün GDO içerip içermediği “Real Time-Polymerase Chain Reaction” teknolojisi ile saptanmaktadır. Bu teknoloji ile üründe sadace 5 adet DNA dizisinin ya da yabancı gen içeren genetik dizi fragmanının bulunması yeterlidir. Bu diziler genlerin transkripsiyonunu başlatan DNA parçalarının (promotor) ve RNA polimerazın transkripsiyonunun durmasına neden olan DNA dizisi (terminatör) genlerinin varlığı ile gösterilir. Öyle ki, bunları ileri derecede işlenmiş ürünlerde dahi saptamak mümkündür. Örneğin GD bir üründen elde edilen jelatinle kaplanmış bir ilaç tabletinde veya; GD soya fasulyesinden elde edilen karışım (lesitin) içeren gıda ve gıda katkı maddelerinde 1/10000 gibi düşük oranlarda kullanıldığında bile saptamak mümkündür.(7)
GDO’ların Potansiyel Faydaları
Dünya halk sağlığı problemlerinin başında gelen açlık ve kötü beslenme sorunu, besin miktarının artırılması ve içeriğinin zenginleştirilmesi ile çözümlenmeye çalışılmaktadır. Besin içeriğini zenginleştirmeye yönelik biyoteknolojik çalışmalar ile vitamin A yönünden zengin pirinç (golden rice) üretimi gerçekleştirilmiştir. Dünya üzerinde okul öncesi dönemdeki üç milyon kadar çocuğun A vitamini eksikliğinden kaynaklanan görme bozukluğunun bulunduğu, her yıl 250 000 ile 500 000 kadarının kör olduğu ve bunların üçte ikisinin de izleyen birkaç aylık süreçte öldükleri belirlenmiştir. Böylece, pirincin temel tüketim maddesi olduğu bölgelerde A vitamini eksikliğinin önlenebileceği düşünülmüştür. Ayrıca, transgenik yöntemlerle balıklardaki büyüme hormonu salgısı artırılarak et miktarını çoğaltma çalışmaları da yapılmıştır. Alerjik reaksiyonlara sebep oldukları belirlenen yer fıstığı, fındık, soya, buğday, inek sütü, yumurta, balık ve kabuklu deniz canlıları gibi bazı besinlerin içindeki alerjik proteinler çıkartılarak veya yapısı değiştirilerek bu besinlerin neden olduğu reaksiyonların azaltılması hedeflenmiştir. Yaşamı tehdit eden veya sakat bırakan bazı hastalıkların önlenmesinde etkili bir yöntem olan aşılama yöntemi için bitkilerden yararlanılmasına yönelik çalışmalar sürdürülmektedir. Bu amaçla patojen mikroorganizmaların çeşitli proteinlerini sentezleyen genler muz, patates, marul, tütün gibi bitkilere aktarılmaktadır. Laktoz intoleransı olan bireyler için üretilmiş laktoz içeriği azaltılmış süt de genetiği değiştirilmiş besinlerin tedavi amacıyla kullanımına yönelik çalışmalara bir örnektir. Bunların dışında, meyvelerin olgunlaşma sürecinin değiştirilmesi, depolama ve raf ömrünün uzatılması, tadının arttırılması gibi çeşitli uygulamalar da bulunmaktadır. Ayrıca, tarımda biyoteknolojiden daha çok yararlanılmasıyla herbisit ve pestisit gibi tarım ilaçların kullanımının azalması sonucu sağlık sorunlarının ve çevre kirlenmesinin azalacağı düşünülmektedir.(8)
GDO’ların Potansiyel Zararları Veya Riskleri
GDO’lu ürünlerin potansiyel yararları yanında insan sağlığını olumsuz etkileyebileceği potansiyel zararları veya risklerinin de olabileceği düşünülmektedir. Bu bağlamda çok tartışmalı konulardan birisi biyoteknoloji ile üretilmiş besinlerin, bir ürünün alerjik proteinini kodlayan geninin bir başka ürüne transferi ile zaten alerjik olduğu bilinen bir besinin bu özelliğinin daha da artması veya yeni alerjik proteinlerin ortaya çıkmasıdır. Yapılan bir çalışmada; alerjik özelliği olduğu bilinen Brezilya fındığından alınan bir gen, besin içeriğinin zenginleştirilmesi için soyaya aktarılmıştır. Ancak bu genin sentezlediği proteinin, Brezilya fındığındaki alerjik proteinlerden biri olduğu ortaya çıkmış ve bu transgenik soyanın geliştirilmesine son verilmiştir. GDO’lar hakkında tartışılan diğer bir konu da, gen aktarımının başarılı olduğu organizmaları seçmek için işaretleyici gen olarak kullanılan dirençli genlerin aktarılmak istenen asıl genle birlikte kullanılmasıdır. Sözgelimi antibiyotiğe dirençli genlerden bu amaçla yararlanılmaktadır. Ancak bu genlerin patojen mikroorganizmalara geçmesi durumunda ortaya çıkacak enfeksiyonların kontrol altına alınmasının zor olacağı hatta transgenik bitki üretiminde kullanılan bu genlerin doğaya yayılması halinde büyük bir tehlike oluşturacağı düşünülmektedir. Ayrıca genetik yapısı değiştirilmiş besinlerin toksik olabileceği, bağışıklık sistemi bozuklukları ile viral enfeksiyonlara yatkınlık gibi birçok etkilerinin bulunabileceği belirtilmiştir. Yakın zamana kadar DNA’nın bağırsaklarımızda sindirileceği düşünülürken, son zamanlardaki araştırmalarla besinler yoluyla aldığımız yabancı DNA’ların hücrelerimize taşınabileceği gösterilmiştir. Zararlı böceklere karşı dirençli mısırlarla beslenen sıçanların akyuvar sayılarında, böbrek ağırlıklarında ve kan proteinlerinde (albümin/globülin) oranlarında önemli değişimlerin olduğu belirlenmiştir.(9)
Hukuki Boyut
Avrupa Birliği (AB)’ne üye ve aday devletler, “Cartagena Protokolü” olarak bilinen Biyolojik Çeşitlilik Anlaşması Biyogüvenlik Protokolü’nü kabul etmiş durumdadır. Birleşmiş Milletler (BM) Biyolojik Çeşitlilik Anlaşması gereğince hazırlanan Protokol, 130’dan fazla ülke tarafından 29 Ocak 2000 tarihinde Fransa’da kabul edilmiştir. Türkiye de bu protokolü 24 Mayıs 2000 tarihinde imzalamıştır. İthalatçı ülkelere, bilimsel kanıtları olmasada, sağlık ve çevre risklerine dayanarak belirli GDO’lu ürünlerin ithalatını yasaklama olanağı veren protokol, 11 Eylül 2003’te yürürlüğe girmiştir. Haziran 2004’te, üye ülkelerin Çevre Bakanları Konseyi ve Avrupa Parlamentosu, Cartagena Protokolü’nün uygulanmasına ilişkin politik bir anlaşma sağlamışlardır. Konsey ve Parlamento’nun anlaştığı temel konular şöyledir: “GDO’lar, ithal edilecek ülkenin yazılı izni olmaksızın ihraç edilemez, bilgiye ulaşım esastır; ihracatçı firma, ürün hakkında bildirimde bulunmak zorundadır, AB tarafından onaylanmayan GDO’lu ürünler, 3’üncü ülkelere ihraç edilmemelidir”. 20 Eylül 2004’te, Brüksel’de yapılan toplantıda ise genetik olarak değiştirilmiş mısırın ithaline yönelik Avrupa Komisyonu önerisi, üye ülkeler tarafından kabul edilmemiştir. Monsanto adlı firmanın ürettiği mısırın ithali için yapılan oylamada gerekli çoğunluk sağlanamazken bu oylama, GDO’lu bir ürüne destek sağlamaya çalışan Avrupa Komisyonu’nun sekizinci yenilgisi olmuştur. Zehirli bir kimyasal üreterek zararlı böceklere karşı direnç kazanan mısır, Fransızların çoğunlukta olduğu bir grup bilim insanı tarafından sıkı bir şekilde incelenmekteydi. Fransız Genetik Mühendisliği Komisyonu, sıçanların söz konusu mısırla beslenmesi sonrası elde edilen sonuçlara dikkat çekerek, GDO’lu mısırla beslenen sıçanların akyuvar sayılarında, böbrek ağırlıklarında, albumin/globülin oranlarında önemli değişimler gözlendiğini bildirmiştir. Öte yandan GDO ihracatçısı ülkeler (ABD, Kanada ve Avustralya) Şili, Uruguay ve Arjantin’in de desteğini alarak GDO’ların serbest ticaretinden yana bir politika benimsemişlerdir. ABD’de genetik olarak değiştirilmiş (modifiye) edilmiş ürünler Gıda ve İlaç Dairesi (Food and Drug Administration-FDA), Çevre Koruma Dairesi (Environmental Protection Agency-EPA) ve ABD Tarım Bakanlığı, Hayvan ve Bitki Sağlık Denetim Servisi olmak üzere üç resmi kurumun denetimindedir. ABD’de GDO’ların etiketlenmesi ile ilgili bir zorunluluk yoktur, ancak eğer ürünün besin değerinde bir değişiklik varsa, sağlıkla ilgili bir uyarı gerektiriyorsa etiketlenmesi gerekmektedir. ABD’de GDO’ların etiketlenmesine sıcak bakılmamaktadır. Çünkü bu durum genetik modifiye ürünlerin ayrı üretilip işlenmesini gerektirmekte, bu da ekonomik yük getirmektedir. AB’de ise üye ülkelerin tümünde yürürlüğe giren yönetmeliğe göre, bundan böyle içeriğinde yüzde 0,9’dan daha yüksek oranda genleri değiştirilmiş madde bulunan gıda ürünleri üzerinde bunu belirten bir ibare yer alması zorunlu tutulmaktadır. Genleri ile oynanmış mısırdan elde edilmiş glukoz şurubu içeren gıda ürünleri, bu bağlamda rafine yağlar, bonbonlar, çikolatalı ürünler, bira ve şaraplar bu kapsama girmektedir. Buna karşılık, genleri ile oynanmış yemlerle beslenmiş hayvanlardan elde edilen et, süt ve yumurta gibi ürünlerin etiketlerinde bu duruma işaret edilmesi söz konusu değildir.(10)
Türkiye’deki Durum
Türkiye’de biyoteknoloji çalışmaları bir yandan Tarım ve Köy İşleri Bakanlığı bünyesinde yürütülürken bir yandan da Orta Doğu Teknik Üniversitesi bünyesinde devam etmektedir. Çalışmalar henüz GDO’ların seri üretimine geçilecek kadar ileri düzeyde değildir. Ayrıca Türkiye henüz GDO’larla ilgili bir yasaya sahip değildir. Yalnız Cartagena Protokolü’nü imzalamıştır ve onun gereklerini uygulamaktadır. Bunların yanında hala yeterli kontrol ve denetimin olmadığı da açıktır.(10)
Sonuç
Biyoteknoloji geçmişten günümüze kadar gelen en eski kavramlardan biridir. Tarım devrimi (neolitik devrim) insanlık için ileriye doğru atılmış büyük bir adımdır, çünkü tarıma geçişle birlikte insanlar topraktan, bitki ve hayvanlardan daha iyi verim alabilmek için zaman içerisinde çeşitli ıslah yöntemlerini keşfetmişlerdir. Örneğin, toprak ıslahı, tohum ıslahı. Bu ıslah yöntemlerine her geçen gün teknolojinin gelişmesine ve artan dünya nüfusuna bağlı olarak bir yenisi eklenmektedir. Özellikle 1960’lı yılların sonunda DNA ile ilgili bazı enzimlerin mekanizmalarının anlaşılmaya başlanmasıyla birlikte ıslah kavramı yeni bir boyut kazandı. Klasik ıslah yöntemlerine ek olarak Rekombinant DNA teknolojisi yöntemleri kullanılmaya başlandı. Bu teknoloji sayesinde doğada kendiliğinden oluşması mümkün olmayan, çoğunlukla farklı biyolojik türlerden elde edilen DNA moleküllerini içeren genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO) elde edilmeye başlandı. Bu organizmalar günümüzde tıp, tarım ve sanayi gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Biyoteknolojideki gelişmeler ve bu tür organizmaların daha yaygın olarak kullanılmasıyla birlikte GDO’lu ürünlerin özellikle insan sağlığı ve çevreye etkileri konusunda tartışmalar da yoğunlaşmıştır.
Kaynakçalar:
1- Biyoteknoloji Nedir?, (2017). Vano International. Erişim adresi: http://vona-int.com/tr/biyoteknoloji-nedir
2- “Biyogüvenlik Kanunu”, (2010). Resmi Gazete, 27533, birinci bölüm. Erişim adresi: http://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2010/03/20100326-7.htm
3- Elçin, M. (2018). “Rekombinant DNA Teknolojisi”, Biyoteknolojinin Temelleri. Erişim adresi: https://acikders.ankara.edu.tr/pluginfile.php/7196/mod_resource/content/0/6.%20Hafta.pdf
4- Beşer, N. (2019) “GDO ve GDO’lu Bitki Islahı”, TÜRKTOB. Erişim adresi: https://www.turktob.org.tr/tr/veriler-dokumanlar/dokumanlar1
5- Erişim adresi: https://gdovehayat.wordpress.com/tarihcesi/
6- Altıntaş, L., Enver, H., Tutun. H. (2017) “Rekombinant DNA Teknolojisi ve Veteriner İlaç Geliştirmede Kullanımı”, MAKÜ Sag. Bil. Enst. Derg., 5, s.195. Erişim adresi: https://dergipark.org.tr/download/article-file/391014
7- “GDO Nedir?”, (2014). AcıbademLab. Erişim adresi: http://blog.acibademlab.com/tr/GDO-nedir
8- Kaynar, P. (2009). “Genetik Olarak Değiştirilmiş Organizmalar (GDO)’a Genel Bir Bakış”, Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi., 4, s.179. Erişim adresi: http://www.journalagent.com/turkhijyen/pdfs/thdbd_66_4_177_185.pdf
9- Kaynar, P. (2009). “Genetik Olarak Değiştirilmiş Organizmalar (GDO)’a Genel Bir Bakış”, Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi., 4, s.179-180. Erişim adresi: http://www.journalagent.com/turkhijyen/pdfs/thdbd_66_4_177_185.pdf
10- kulaç, İ., Ağırdil, Y., Yakın, M., (2006). “Sofralarımızdaki Tatlı Dert, Genetiği Değiştirilmiş Organizmalar ve Halk Sağlığına Etkileri”, Türk Biyokimya Dergisi [Turkish Journal of Biochemistry–Turk J Biochem.], 3, s.153-154. Erişim adresi: http://turkjbiochem.com/2006/151_155.pdf
11- (Kapak fotoğrafı) (2017). Erişim adresi: https://pxhere.com/tr/photo/696644