Bilgi Çağı 21. Yüzyıl ve Biyoteknolojik Gelişmeler 

Prof. Dr. Ufuk Gündüz 

21. Yüzyü'a girerken bilim ve teknoloji­de ileri olan ülkeler tüm ekonomik etkinlik alanlarında rekabet üstünlüğünü ellerinde tut­maktadırlar. Başta bilişim (enformatik) tekno­lojileri olmak üzere yeni malzeme teknolojile­ri, biyoteknoloji gibi çağın ileri teknolojilerine hakim olan toplumlar önümüzdeki yüzyılın egemen toplumları olacaklardır. 

Bitirmek üzere olduğumuz 20. Yüzyıl'ın sonlarına doğru moleküler biyoloji ve genetik alanlarında devrim niteliğinde gelişmeler ol­muştur. Canlılar dünyasının sırlanna vakıf ol­mak insanlığa daha uzun, daha sağlıklı, daha kaliteli yaşam vaadetmektedir. Moleküler bi­yoloji araştırmaları sonucunda elde edilen bil­giler ışığında biyolojik sistemlerin sağlık, bes­lenme, tarım, enerji, çevre gibi alanlara yönelik uygulamaları modern biyoteknolojiyi oluştur­maktadır. 

Bir canlılın oluşabilmesi için gerekli tüm bilgi DNA (deoksiribonükleik asit) molekülü üzerinde saklanmaktadır. DNA üzerinde bulu­nan ve gen adı verilen bölgeler hücrelerdeki protein sentezini yölendirerek camların özel­liklerini belirler. Kalıtım genler tarafından belir­lenmektedir. İnsan hücresinde 50.000-100.00 civarında gen bulunduğu tahmin edilmektedir. 

Altmışlı yılların sonlarında rekombinant DNA teknolojisinin (gen mühendisliği) gelişti­rilmesi ile canlıların genetik yapılarının değişti­rilebilmesi mümkün olmuşaır. Önce bakteri­lerde sonra fare ve diğer canlılarda gerçekleş­tirilen gen aktarımı ile canlılara istenilen yeni özellikler kazandırılabilmektedir. Örneğin şe­ker hastalığı (diyabet) tedavisinde kullanılan insülin normalde bakteriler tarafından üretil­meyen bir proteindir. Eğer insan DNA'sından elde edilen insülin geni bakteriye aktanlırsa bakteri insan insülüni sentezleme yeteneğini kazanır. Bu yolla bol miktarda elde edilen in­sülin şeker hastalan tarafından tüketilmekte­dir.

İnsan Genomu Projesi ve Biyoteknolojinin Sağlık Alanındaki Uygulamaları 

Bir hastalığın genetik ve biyokimyasal temelinin anlaşılması hastalığın tanısı için önemli olduğu gibi tedavi amacıyla çözüm üretilebilmesini de rnümkün kılmaktadır. Bu nedenle insanda bulunan 50.000-100.000 ara­sındaki genin DNA üzerindeki yerlerinin ve iş­levlerinin belirlenmesi büyük önem taşımakta­dır, insan Genomu Projesi, ABD, Avrupa Birli­ği Ülkeleri, Japonya ve Rusya'nın katıldığı kap­samlı bir proje olup 2000-2010 yılları arasında insanın genetik yapısının tanımını deşifre et­meyi amaçlamaktadır. Sonuçta elde edilecek bilgi kalıtsal hastalıklar, kanser, kalp-damar hastalıkları, şeker hastalığı, sağırlık gibi birçok hastalıkların tam ve tedavisinde kullanılacak­tır. ABD 1997 yılında hastalıklann DNA yoluy­la tanısı konusundaki araştırmalar için 750 mil­yon dolarlık bütçe ayırmıştır.

Hasta bireyin bozuk geninin sağlam gen kopyası ile değiştirilmesi olan gen tedavisi, henüz araştırma aşamasında olmakla beraber ba­zı kalıtsal hastalıkların tedavisi amacıyla şimdi­den insan üzerinde denenmeye başlanmıştır. 

21. Yüzyıl'ın başlarında gen tedavisinin yaygınlaşması ve kanser dahil kalıtsal hastalık­ların tümüne kesin çözüm getirilmesi beklen­mektedir. Belki de önümüzdeki 20-30 yıl için­de bu uygulama birçok durumda şimdi kulla­nılan ilaç tedavisinin yerini alabilecektir.

Rekombinant DNA teknikleri sayesinde ilaç sektöründe de yeni gelişmeler sağlanmak­ta sitokinler, büyüme faktörleri, pıhtı çözücü ya da pıhtı oluşturucu proteinler yeni bir ilaç grubu olarak bol miktarda üretilebilmekte ve çeşitli hastalıkların tedavisinde kullanılmakta­dırlar. Yeni teknolojiler ile üretilen rekombi­nant aşılar klasik aşılardan daha etkili ve daha az riskli olup, daha uzun süreli depo edilebil­me özelliği taşımaktadırlar. 

Rekombinant DNA teknolojisi kadar önemli olan bir başka yeni yöntem ise hibrido-ma teknolojisidir. Bu yöntem ile monoklonal antikorlar üretilmekte ve bulaşıcı hastalıklar, kanser ve diğer birçok hastalığın tanısı için kitler geliştirilmektedir. Monoklonal antikorlar, ilaçların vücuttaki hasta dokulara yönlendiril­mesi amacıyla da kullanılabileceklerdir. Bu yolla sağlam dokuların ilacın zararlı etkilerin­den korunabilmesi sağlanacaktır. 

Tarım ve Hayvancılık Sektöründe Biyoteknolojik Uygulamalar 

Tarım ve hayvancılık alanlarında daha verimli ve kaliteli yeni bitki ve hayvan türleri­nin rekombinant DNA teknolojisi ile geliştiril­mesi amaçlanmaktadır. Bitki ve hayvan ısla­hında ekonomik açıdan önemli olan karakter­lerin (verim, dayanıklılık vb. gibi) DNA üzerin­de belirlenmesi ve tanımlanması büyük önem taşımaktadır. Örneğin sıcaklığa, kuraklığa, pa­razitlere, hastalık yapıcı bakteri ve virüslere di­rençli tarım ve orman bitkilerinin geliştirilmesi ekonomik açıdan çok yararlı olacaktır. Ayrıca yeni yöntemler kullanılarak hastalıkların tamsı için kitler, ilaçlar ve aşılar geliştirilmesi müm­kün olmaktadır. 

Gıda Sektöründe Biyoteknolojik Uygulamalar 

Gıdaların besleyici değerinin artırılması, gıda üretiminde verimin yükseltilmesi, daha uzun saklanabilen gıdaların üretilmesi ve gıda zararlılarının belirlenmesi için tanı kitleri geliş­tirilmesi amaçlanmaktadır. 

Enerji ve Çevre Sektöründe Biyoteknolojik Uygulamalar 

insanlık 21. Yüzyılda da enerji darbo­ğazı ve çevre kirliliği problemleriyle karşıkarşı-ya olacaktır. Petrol veya kömür temelli yakıtla­ra alternatif, özellikle çevre kirliliği yaratmayan (çevre dosaı) yakıtların üretimi büyük önem taşımaktadır. Bu amaçla selüloz ve yağ oranı yüksek, yandığı zaman bol enerji verecek bit­kilerin geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Ayrıca hidrojen ve etanol (alkol) gibi temiz yakıtların mikroorganizmalar tarafından üretimi üzerin­de çalışmalar yapılmaktadır. Yandığı zaman yalnızca su buharına dönüşen hidrojen gazı 21. Yüzyılın çevre dostu yakıtı olacaktır. 

Çevre kirliliğinin önlenmesi amacıyla fosil yakıtların azot ve kükürt oksitlerden arın­dırılması mikroorganizmalar tarafından ger-çekleştirilebilmektedir. Su ve topraktaki çeşitli zararlı atıkları parçalayan ve zararsız hale geti­ren mikroorganizmaların geliştirilmesi de yeni biyoteknolojinin çevre uygulamaları arasında­dır. 

Ülkemiz açısından bakıldığında Biyo­teknoloji yeni sayılabilecek bir konudur. Tür­kiye biyolojik kaynaklar ve canlıların çeşitliliği bakımından oldukça zengin bir ülke olarak büyük potansiyele sahip olmakla birlikte mo­leküler biyoloji, genetik ve biyoteknoloji ko­nularında bilgi birikimi, yetişmiş insan gücü ve altyapı yönünden yeterince güçlü değildir. ODTÜ, Boğaziçi, Ege, Hacettepe, Ankara, Istanbul ve Çukurova Üniversiteleri başta olmak üzere birçok üniversitemizde ve TÜBÎTAK-MAM'da biyoteknoloji alanında araştırmalar sürdürülmekte ancak bu araştırmalar batı ülke­lerindeki araştırmalar ile karşılaştırıldığında ol­dukça mütevazı boyutlarda kalmakta ve çoğu zaman somut ürüne dönüşememektedir. 

Ülkemizde biyoteknoloji endüstriyel sektörde de arzulanan düzeyde bir gelişme gösterememiştir. Ancak 2000'li yıllara yaklaşır­ken Biyoteknolojinin, Türkiye Bilim ve Tekno­loji Politikaları kapsamına alınması bu konu­nun ülkemizde de önem kazandığının bir gös­tergesi olarak memnuniyet vericidir.