DR. ONUR YILMAZ Ziraat Fakültesi, Zootekni Bölümü, Biyometri ve Genetik A.B.D.

Transkript

1 GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALAR DR. ONUR YILMAZ 2014 Ziraat Fakültesi, Zootekni Bölümü, Biyometri ve Genetik A.B.D.

2 GDO-LMO-GMO-Transgenik NEDİR?????? Günümüzde gen teknolojileri çok hızlı bir şekilde gelişmiştir. Gen teknolojileri kullanılarak doğal süreçler ile edinilmesi mümkün olmayan yeni özellikler kazandırılmış organizmalara Genetik Yapısı Değiştirilmiş Organizmalar (GDO) veya uluslar arası kullanımı ile Living Modified Organism (LMO)= Değiştirilmiş Canlı Organizma veya Genetically Modified Organism (GMO) denilmektedir. Bunlar aynı zamanda transgenik olarak da ifade edilmektedir. Genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO), organizmanın gen diziliminin değiştirilmesi ya da gen aktarımı ile kendi doğasında bulunmayan bir özellik kazandırılmasıyla oluşan ürünlerdir.

3 Genetik modifikasyon terimi en genel anlamıyla hayvan, bitki ve mikroorganizmalar gibi canlıların genetik yapısını değiştiren bir dizi özel teknolojiyi ifade eder.

4 THE GREEN REVOLUTION THE GREEN II. Dünya savaşı sonrası nüfus artışı Yeşil Devrim : Dar alanda daha yüksek verimlerin elde edilmesi amacıyla tarım ilaçlarının, kimyasal gübrelerin ve aşırı suyun kullanılması = ÇEVRE KİRLİLİĞİ VE İNSAN SAĞLIĞI

5 Neden GDO??????????? Kapitalizmin doğası gereği sürekli daha fazla tüketme eğiliminde olunması sermayeyi yeni pazarlar aramaya zorunlu kıldı. Mendel teorileri üzerine kurulmuş olan bitki ve hayvan ıslahı tekniklerinin yavaş ve pahalı olması araştırmacıları yeni arayışlara yöneltmiştir.

6 Bitkilere Gen Aktarım Nedenleri Herbisit ve böceklere karşı dayanıklılık kazandırılması, Virüsler, fungus, bakteri ve bitki parazitlerine karşı dirençlilik kazandırılması, Çevresel koşullara tolerans, Azot fiksasyonu ve ürün miktarının geliştirilmesi, Geç olgunlaşma, Besinsel özelliklerin geliştirilmesi, Erkek kısırlık, Sekonder metabolit, ilaç, aşı vb. üretimi

7 Hayvanlara Gen Aktarım Nedenleri? İnsan terapötik proteinleri üretimi, Organ ve doku nakilleri, İnsan sütüne benzer inek sütü yapımı, Hastalıkların hayvan modelleri, Hücre terapisi, Et, süt vb. üretim artısı, özellik iyileştirmesi, hastalık direnci

8 ZARARLI/ YARARLI?????????

9

10 1. Besin kalitesinin ve sağlığa yönelik faydalarının artırılması, 2. Meyve ve sebzelerin raf ömrü ve organoleptik kalitelerinin artırılması, 3. Bitkisel ve hayvansal ürün veriminin artırılması, 4. Yenilebilir aşı ve ilaç üretimi, 5. İnsan hastalıklarının tedavisinde ve organ naklinde kullanılması, 6. Bio fabrikalar ve endüstriyel kullanım için ürün ham materyali olarak kullanımı, 7. Çevresel faydaları.

11 POTANSİYEL RİSKLER

12 1. Besin kalitesindeki değişiklik ve gıda güvenliği, 2. Allerjik reaksiyonlar ve toksik etkiler, 3. Gen patentleme ve terminatör teknolojisinin etkisi, 4. GD gıdaların etiketlenmesi ile ilgili kaygılar, 5. Çevresel kaygılar, 6. Biyolojik ve genetik çeşitliliğin tehdidi, 7. Çeşitli grupların kaygıları, 8. Dini, kültürel ve etik kaygılar, 9. Bilinmeyen korkular.

13

14 Dünyada GDO üretim Alanları (2012)

15

16 DOĞAL YOLLARLA GEN AKTARIM YÖNTEMLERİ Konjugasyon Transformasyon Transdüksiyon Retroviral transdüksiyon Agrobacterium

17 Konjugasyon (CONJUGATION) F (Fertilite) plasmidi olarak adlandırılan özel bir plazmide ihtiyaç vardır. F faktörü taşıyan hücreye donör (erkek F+), taşımayan hücreye ise resipient (dişi) adı verilmiştir. F plasmidleri fertilite özelliklerini kodlayan 25 gen taşımaktadır. F faktörü taşıyan plasmidin cinsiyet pilusları dişi hücre ile birleşerek konjugasyon olayını meydana getirir.

18 Birleşen bu piluslar geçici bir sitoplazmik köprü meydana getirerek gen aktarımı sağlanmış olur. Transfer tamamlandığında iki adet donör (erkek) hücre meydana gelir. F+ plasmidi bakteriyal kromosomun içine entegre oldu ise bu hücreler Hfr hücre (yüksek frekanslı rekombinasyon hücresi)olarak adlandırılır.

19 Transformasyon Transformasyon, egzojen DNA nın hücre tarafından içeri alınması ve genoma entegre edilmesi olayıdır. Transformasyon bazı bakteri türlerinde doğal olarak meydana gelmektedir ancak diğer türlerde ancak yapay yollarla gerçekleştirilebilir. Serbest DNA yı içine alabilen bakterilere kompetant bakteri adı verilir. Kromozoma entegre olamayan DNA degrade olur

20 Transdüksiyon (TRANSDUCTION) Bir bakteriyofaj aracılığı ile vericiden alıcıya yapılan gen transferidir. Lysogenic döngü adapte olursa, faj kromozomu nesiller boyunca aktarılacak olan bakteri kromozomuna kovalent bağlarla entegre olur. Litik döngü yeni konakçının lizizi tarafından salgılanan faj partiküllerinin üretimine yol açar

21 Retroviral Transdüksiyon Hayvan hücrelerine yabancı DNA aktarımı nispeten düşük başarıya sahiptir Bu nedenle gen transferinde virüsler potansiyel bir gen transfer vektörüdür. Retrovirüsler memelilerin de dahil olduğu birçok türde bulunmaktadır Retrovirüslerin genomu ekzojen DNA taşımak için manipüle edilebilir Konakçı hücreye viral genom entegrasyon stabilitesi retrovirüs vektörlerinin önemli avantajlarındandır.

22 Viral DNA'nın tek bi kopyasının konakçı genomunda rastgele olarak entegre olması aktarılan yabancı genin uzun süreli olarak ekspresyonuna olanak sağlar

23 Virusler fetüs, genç ve erişkin dokuları gibi çok gelişmiş dokularda kullanılabilir Bu durum somatik gen terapisi anlamında büyük umut vaat etmektedir. Retroviral vektörler ile Embriyonik kök hücrelere (ES) de aktarım yapılabilmektedir.

24 Agrobacterium tumefaciens Toprak bakterisi Bitkileri yaralanan kısımlardan hastalığı bulaştırır Kök tacı uru hastalığına sebep olur T DNA transferi ile tümör oluşturur. Toprakta doğal olarak yaşayan, hareketli, çubuk şekilli (Basil) bir bakteri olup, Yaralanmış dokulardan organizmaya girerek tümör benzeri dokular oluşturur.

25 Başta böğürtlen, ahududu, tüm meyve ağaçları, pek çok çalı formu ve asmalarda, özellikle hanımeli ve gülgiller gibi odunsular, papatya,yıldız çiçekleri, krizantem gibi otsular ve sebzeler olmak üzere yaklaşık dikotilde ve otlar ve tahıllar gibi monokotillerde taç tümör (crown gall) oluşumuna neden olur.

26 T DNA aktarımda gerekli olan ögeler T DNA bölgesi Virülens (vir) bölgesi Bakteri kromozomlarında bulunan chva, chvb, psca ve attr genleridir

27 T DNA bölgesi T DNA bölgesi çift sarmal Ti veya Ri plazmidi üzerinde bulunan ve bakteriden bitki hücresine aktarılarak bitkinin genomuyla birleşen küçük bir DNA parçasıdır Enfeksiyon sonucunda bitkinin genomik DNA'sına bir veya birden fazla T DNA aktarılabilmektedir. T DNA yaklaşık 23 kb uzunluğunda ve 13 adet gen bulundurmaktadır

28 T DNA bölgeleri, sağ (RB/right border) ve soldan (LB/left border) 24 bp uzunluğundaki düzensiz nükleotid dizileri ile sınırlandırılmıştır. Bu diziler sınır dizileri olarak isimlendirilmektedir. Genelde, bu diziler arasında bulunan DNA bitki hücrelerine aktarılmaktadır. Bu diziler sınır dizileri olarak isimlendirilmektedir. Genelde, bu diziler arasında bulunan DNA bitki hücrelerine aktarılmaktadır

29 Virülens (vir) bölgesi Vir bölgesi, T DNA aktarımında gerekli olan ürünlerin önemli bir kısmını sağlamaktadır. Bu bölgede meydana getirilen mutasyonların, bitki hücrelerine gen aktarımını önemli ölçüde engellediği bilinmektedir. Bu bölgenin, aynı bakteri hücresinde, ancak başka bir plazmid üzerinde bulunduğu zaman da T DNA aktarımının gerçekleşebilmesi onun trans hareket bir yapıda olduğunu göstermektedir

30 T DNA nın dışında ve sol sınıra yakın olan, yaklaşık kb uzunluğundaki virulens (vir) bölgesi T DNA aktarımında mutlak gerekli olan 6 ana operon (VirA, VirB, VirC, VirD, VirE ve VirG) ve gerekli olmayan diğer 2 operon (VirF ve VirH) dan meydana gelmektedir. VirA ve VirG operonları vir genlerinin aktivitelerini yönlendiren pozitif bir düzenleyici sistemini kodlamaktadır. VirA geninin üretmiş olduğu hücre içi membran proteini yaralanmış bitki hücrelerinin salgıladığı fenolik bileşikleri tanıyarak onlarla bağlantı kurar.

31 Daha sonra VirA geni, muhtemelen protein fosforilasyonu ile bu bilgiyi VirG lokusuna aktarır. Sonuçta, uyarılan VirG proteini ise kendi geni ve diğer vir genleri için transkripsiyon işlemcisi görevini üstlenmektedir. VirD operonu, T DNA iplikciğinin rejenerasyonunu sağlarken; VirC, bu bölgenin sınırlardan kesilmesinde, VirB ve VirE operonları ise T DNA nın bakteriden bitki hücresine hareketinde etkili olmaktadır.

32

33 YAPAY YOLLARLA DİREK OLARAK GEN AKTARIM YÖNTEMLERİ Fiziksel Yöntemler Pronüklear Mikroenjeksiyon Biyolistik Transformasyon Kimyasal Yöntemler Kalsiyum Fosfat Yöntemi ile transfer Polyethylene Glycol aracılığı ile transfer Liposome aracılığı ile transfer Elektriksel Yöntemler Elektroporasyon

34 FİZİKSEL YÖNTEMLER

35 Pronüklear Mikroenjeksiyon (Pronuclear Microinjection) Mikroenjeksiyon, mm ölçülerinde olan cam veya ince iğneler ile DNA nın hücre veya protoplast içerisine aktarılması işlemidir. Tekniğin etkinliğini artırmak için bilgisayar destekli pipetler geliştirilmiştir. Pronüklear mikroenjeksiyon teknolojisinin, hayvan uygulamalarındaki başarısı yöntemin insan embriyolarına gen aktarımı içinde uygulanabilir olduğunu ortaya koymaktadır

36 Uygulama Mikroenjeksiyon yönteminde transfer edilecek genin iki temel bölgeden oluşacak şekilde hazırlanması gerekmektedir. 1. Bölge Exon Intron (Transkripsiyonel Ünite) 2. Bölge Gen ekspresyonunu düzenleyen Promotor, enhancer, reporter bölgeleri

37 Promotor bölgeler: Transgenin ekspresyon göstereceği bölgeleri ve zamanı belirleyen düzenleyici dizilerdir. Enhancer bölgeler: Bulunduğu genin transkripsiyonunu arttıran dizilerdir. Reporter Bölgeler: Protein kodlayan dizilerdir ve translasyon başlama kodunu, transgen sonlandırma kodonu ile kozak dizisi olarak adlandırılan özel dizilerden oluşurlar

38 Mikroenjeksiyon zamanı ve uygulama bölgesi oldukça önemlidir. Mikroenjeksiyon aşamasında dişi ve erkek pronükleusunun görünür halde olması ve bir hücreli aşamadaki embriyoların seçilmesi gerekmektedir.

39 Mikroenjeksiyonun dişiye göre ortalama iki kat büyüklükteki erkek pronükleusa 1 2 pikolitre olacak şekilde yapıldığı ve pronükleusun iki katı büyüklüğe ulaşmasının mikroenjeksiyonun başarılı bir şekilde gerçekleştirildiğini göstermektedir. Aktarım başarısını etkileyen önemli diğer parametrenin Mikroenjekte edilen genin konsantrasyonu (yüksek konsantrasyon embriyoların ölümüne sebep olabilmektedir). Ortam Sıcaklığı Mikroenjekte embriyoların taşıyıcı dişilere aktarımı

40 Avantajlar Proses bitki hücrelerinde de uygulanabilir ancak yaygın olarak hayvan hücreleri için tercih edilmektedir. Hızlı transgenik hayvan üretiminde ideal bir tekniktir. Genin aktarımında, genler genoma birkaç ile yüzlerce kopya arasında değişen sayıda rastgele bölgelerden entegre olmaktadır Aktarılan gen kalıtsal yolla anadan yavruya aktarılabilmektedir. Diğer yöntemlere göre DNA'nın kararlı entegrasyon sıklığı daha iyidir. Aktarılan DNA daha az değişime maruz kalır.

41 Yöntemin kısıtlayıcı yönleri Pahalı olması, Deneyimli personel ihtiyacı, Hayvansal hücreler için daha uygun olması Manipülasyon için embriyonik hücrelerin tercih edilmesi Oositlerin doğru zamanda alınabilmesi amacıyla çiftleşme takibi ve kayı tutma Protoplast için uygundur. Hücre duvarına sahip hücrelerde uygulanamaz İşlem rastgele entegrasyona neden olmaktadır.

42 Biyolistik (Biolistics transformation) (Parçacık Bombardımanı) Biyolistik olarak da bilinen, parçacık bombardımanı tekniği, daha çok bitki hücreleri için kullanılan fiziksel gen transferi tekniğidir Yüksek düzeyde hızlandırılmış mikrotaşıyıcı adı verilen metal partiküller aracılığı ile, DNA nın hedef dokulara aktarılmasıdır. Agrobacterium tumefaciens aracılığıyla gen aktarımının zor olduğu çfit çenekli bitkilerde gen aktarımında kullanılmaktadır.

43 Bitki hücrelerinin sahip olduğu hücre duvarı, gen transferi işlemleri için bir engel niteliğindedir. Bu teknik ile hücre duvarını yok etmeden yabancı DNA yı hücre içine aktarmak hedeflenmiştir.

44 Bu yöntem, basit olarak, DNA ile kaplanmıs olan parçacıkların, hızlandırılarak hücre içine aktarılmasını kapsamaktadır. Kullanılan parçacık türü genellikle, tungsten veya altındır.

45 DNA ile kaplanmış parçacıkların hazırlanması 30 μl altın stoğu (1 μm lık) ve 30 μl DNA karıştırılır ve 1 dakika vorteks 20 μl spermidine(0.1 M lık) ve 50 μl CaCl2 (2.5 M lık) eklenir ve 1 dakika vorteks Altın ile karışması ve yerleşmesi için santrifüj Sıvı kısım ayrıştırılır, pellete dikkat edilerek, etanol(%100) ile yıkanır Tekrar santrifüje maruz bırakılır ve sıvı kısım ayrıştırılır Örnek 90 μl Ethanol(%100) ile yeniden süspanse edilir ve 2 saniye sonifikasyon. Tüplere hafifçe vurarak ve ışık kaynağı altında, tüplerin içinde DNA kümelenmesi olmadığından emin olunur Hazırlanan örnekten, bir atım için 5μl örnek kullanılması yeterlidir.

46 Bu partikül bombardımanı metoduyla DNA fragmanı yerine faj, bakteri vb hedef dokuya aktarılabilir. Yüksek moleküler DNA transferi kolaydır

47 KİMYASAL YÖNTEMLER

48 Kalsiyum Fosfat Yöntemi ile Gen Transferi Transfeksiyon izole edilmiş DNA, kalsiyum klorid ve potasyum fosfat ile karıştırılarak uygun koşullar altında Kalsiyum fosfat formunda çökelmesini kapsamaktadır. Hücreler daha sonra, çökelen DNA ile bir çözelti yada doku kültürü içeren petri kaplarında inkübe edilir. Hücreler endositoz ile kalsiyum fosfat ile çöktürülmüş DNA'yı bünyesine alır.

49 Kalsiyum fosfat kullanılarak gerçekleştirilen transfeksiyon oldukça düşük bir verimliliğe sahiptir (% 1 2) Verimlilik yüksek saflığa sahip DNA kullanımı ve çöktürme işleminin yavaş yapılması ile bir miktar yükseltilebilir. Çeşitli manipülasyonlar ile eksogen DNA nın hücre içine aktarılmasındaki verimliliği %20 ye kadar artırmak mümkündür.

50 Polyethylene Glycol (PEG) Aracılığı ile Gen Transferi Protoplastlara gen aktarımında kullanılan en yaygın ve en eski metot protoplastları DNA ile birlikte PEG ile muamele etmektir. PEG sitoplazmik membranda dönüşümlü geçirgenliğe sebep olmakta ve bu yolla makro molekülerin aktarımı sağlanmaktadır. Bu yöntem ile çok az sayıda transforme olmuş bitki elde edilebilmektedir.

51 Lipozomlar Aracılığı ile Gen Transferi Lipozomlar hücre içine molekülleri taşımak için kullanılan lipit küreleridir. Bunlar aktarılacak geni içeren eksogen materyaller için taşıma ajanları olarak görev yapan çift katmanlı yapay lipit keseciklerdir. Yabancı DNA lipozom adı verilen küresel çift tabakalı yağ molekülleri ile kaplanır. PEG varlığında konak hücrenin protoplastlarının plazma zarları lipozom ile birleşir. Birleşme sonucu DNA sitoplazmaya ulaşarak genoma girer

52 ELEKTRİKSEL YÖNTEMLER

53 Elektroporasyon (Electroporation) Elektroporasyon yönteminde elektrik impulsları kullanılarak plasma membranında makromoleküllerin hücre içerisine aktarılmasına olanak sağlayan geçici porlar oluşturulur.

54 Memelilerde transgenesis bakımından elektroporasyon embriyonik kök hücrelere yabancı DNA fragmanı aktarımının en etkili yoludur. Bu yöntemle hayvan hücreleri, bitki, maya, ve bakterial protoplastlara DNA aktarımı gerçekleştirilebilmektedir. Elektroporasyon bakteri hücrelerinin transformasyon etkinliğini artırmak için kullanılabilmektedir. Bu yöntemle buğday, mısır, pirinç ve tütün %1 frekansa kadar stabil bir transformasyon gerçekleştirilebilmektedir.

55 Alıcı hücreler ve bu hücrelere aktarılacak moleküller solüsyonda süspansiyon halindedir Tipik olarak elektroporasyon için bir akımda bir mikrosaniye bir mili saniye arasında V/cm gereklidir. Aktarım gerçekleştikten sonra aktarımın olup olmadığı marker genler aracılığı ile kontrol edilir. Aktarımın gerçekleştiğinden emin olduktan sonra reporter genler ile ekspresyon varlığının tanımlanması (ateş böceği lusiferazı)

56 TRANSGENİK ORGANİZMALAR

57 Transgenik organizmalar farklı genlerle genetik materyali değiştirilen organizmalar olarak tanımlanmaktadır. Bu yabancı materyal aynı türdeki canlılardan olabileceği gibi farklı türlerden de olabilir. Transgenik hayvanların kullanımı biyoloji, tıp ve veteriner hekimlik alanındaki araştırmalar için çok sayıda yeni fırsat sağlamaktadır

58 Neden Transgenik Canlı??????? Bitki Herbisit ve böceklere karşı dayanıklılık kazandırılması, Virüsler, fungus, bakteri ve bitki parazitlerine karşı dirençlilik kazandırılması, Çevresel koşullara tolerans, Azot fiksasyonu ve ürün miktarının geliştirilmesi, Geç olgunlaşma, Besinsel özelliklerin geliştirilmesi, Erkek kısırlık, Sekonder metabolit, ilaç, aşı vb. üretimi. Hayvan İnsan terapötik proteinleri üretimi, Organ ve doku nakilleri, İnsan sütüne benzer inek sütü yapımı, Hastalıkların hayvan modelleri, Hücre terapisi, Et, süt vb. üretim artısı, özellik iyileştirmesi, hastalık direnci.

59 TRANSGENİK HAYVANLAR VE KULLANIM ALANLARI

60 TRANSGENİK HAYVANLAR İnsan ve hayvanlar için çok önemli olan bazı protein ve farmasötik maddelerin sentezlerini kodlayan genleri embriyolara transfer ederek ürünlerinde bu maddeleri salgılayan Transgenik Hayvanlar elde edilmesi planlanmaktadır İnsanlarda önemli bozukluklara neden olan genetik hastalıkların saptanması ve tedavisi amacıyla hayvanların model olarak kullanılması amaçlanmaktadır.

61 HAYVANLAR ÜZERİNDE YAPILAN ÇALIŞMALAR VE SAĞLADIĞI YARARLAR Büyüme özelliklerinin geliştirilmesi Süt veriminin artırılması Terapötik maddelerin sütle salgılanması Laktozsuz süt üretimi Döl veriminin artırılması Yumurta veriminin artırılması Yapağı veriminin artırılması Gen aktivitesinin artırılması Hastalıklara direncin artırılması

62 Büyümenin Özelliklerinin Geliştirilmesi Hayvanlarda büyüme ve gelişmenin hızlandırılması isteği eski zamanlara kadar uzanmaktadır. Bu amaçla gerçekleştirmek için çeşitli gen kaynaklarına sahip hayvanlar kullanılmış, bilinçli seleksiyon yöntemleri uygulanmış ve bir dereceye kadar başarı sağlanmıştır.

63 Ancak bu yöntemlerle hayvanların fiyolojik sınırlarının ilerisini de gidilememiştir. Genetik iyileştirme için seleksiyonun yanı sıra biyoteknolojik yöntemlerde kullanılması da gündeme gelmiştir.

64 Hayvanlarda büyümeyi hızlandırmak için başlıca iki uygulama yapılmaktadır. Eksojen somatotropin kullanılması: Hormon enjeksiyon yöntemi ile hayvan verilir.. Somatostatin İnaktivasyonu: Somatostatin somatotropinin salgılanması üzerine baskılayıcı bir etki yapmaktadır. Çiftlik hayvanlarında canlı ağırlık artışını sağlamak için somatostatin e karşı bağışıklama yapılarak baskılayıcı etki ortadan kaldırılabilmekte ve başarılı sonuçlar alınabilmektedir

65 Süt Veriminin Arttırılması Bovine somatotropin in kullanılması, meme dokusunun süt salgısını sentezleme kapasitesini artırmaktadır. Sonuçta süt salgısı hayvan türlerine göre değişmekle beraber %20 30 oranında arttığı tespit edilmiştir.

66 Terapotik Maddelerin Sütle Salgılanması Transgenik hayvanlar medikal ürünlerin üretilmesinde ve transplantasyonlarda kullanılacak çeşitli organların üretilmesinde yararlar sağlamaktadır. Örneğin; insanlarda kanın pıhtılaşmasında görevli olan pıhtılaşma faktörü IX geni, koyunların beta laktoglobulin genine bağlanarak oluşturulan hibrid gen yapısı, koyunlara verildiğinde sütleriyle faktör IX u salgıladıkları tespit edilmiştir.

67 Laktozsuz Süt Üretimi Bebekler ve gençlerde, sütte bulunan laktoz kolayca metabolize edilebilmektedir. Ancak ilerleyen yaşlarda bu yetenek azalmaktadır. Süt barsaklarda kolayca sindirilememektedir. Bu durum birçok insanda farklı rahatsızlıklara neden olmaktadır. Bu nedenle bu tip insanlar süt tüketimleri sırasında ya süt içerisine belli oranda süt şekerini ayrıştıran laktoz enzimi katmakta yada transgenik hayvanlardan laktozsuz süt elde ederek içmektedir.

68 Balıkçılık Sektöründe Balıklara aktarılan özelliklerin başında büyüme hızının arttırılması Balıkların hastalıklara ve çevreye olan dayanıklılıklarının arttırılması Yine Balıkçılık sektöründe modern biyoteknolojinin uygulanması, aşıları ve teşhis kitlerini de kapsamaktadır.

69 HAYVAN SAĞLIĞI ÜRÜNLERİ Hayvancılık sektöründe aşı ilaç ve biyolojik ürün üretiminde de genetik yapısı değiştirilmiş organizmalar kullanılmaktadır. Aşı çalışmalarında, şap hastalığı, kuduz, hepatitis B, parvoviruslar, sığır papilloma, herpes, IBR, yalancı kuduz, Rift vadisi humması, vesiculer stomatitis, TGE (domuzların), kedi ve sığırların kan kanseri vs. ile bazı kanatlı hastalıları (IB, ILT, IBD, LL, Marek, Newcastle vs.) önde gelen çalışmalardır. Rekombinant kuduz, şap aşısı gibi aşılar satışa sunulmuş durumdadır.

70 HAYVAN YEMLERİ VE YEM KATKI MADDELERİ ÜZERİNE OLAN ÇALIŞMALAR 7 TEMEL NOKTA ÜZERİNDE YOĞUNLAŞMAKTADIR. Yemlerin kalitesinin yükseltilmesi Hayvanların yemden yararlanma kabiliyetinin artırılması Rumenin mikroflora ve mirofaunasının düzeltilmesi Bitkilerden istenmeyen bileşenlerin çıkarılması Gıdaların önceden bazı enzimlere muamelesi Bitki silajlarında mikrobiyal inokulantların kullanılması Tek hücre proteinlerinin kullanılması

71 Gen aktarım yöntemi ile Malaria (sıtma) hastalığına direnç geni taşıyan sivrisinek geliştirilmiştir. Oluşturulan bu sivrisinek hatlarının testislerinde aktarılan gen yeşil flüoresan şeklinde görülmektedir. Bu yolla sıtma hastalığının yayılması engellenmeye çalışılmaktadır.

72 Güney Kore de bilim adamları kedilere karanlıkta parlamaya yarayan bir gen aktarmışlardır. İlk kez soyu tükenmiş bir tür olan Tazmanya kaplanının (thylacine) DNA sını, yaşayan bir organizma olan fare embriyosunda kullandı. Tazmanya kaplanının DNA sının canlı bir organizmada harekete geçmesi için yapılan çalışmada, bir müzede etanol içinde saklanan 100 yaşındaki Tazmanya kaplanından alınan Col2A1 geninin bir kıkırdağın içinde üretilen fare embriyosuna enjekte edildi.

73 Yeşil Fluoresan Proteini 9.5 günlük fare embriyosu

74

75 Sarı Fluoresan Proteini

76 Kırmızı Flüoresan Proteini (Zebra Balığı) NORMAL TRANSGENİK

77 Büyüme hormonu geni

78 1990 yılında Tracy adında bir koyuna, insanlarda bazı akciğer hastalıklarının tedavisinde kullanılan alpha 1 antitrypsin (AAT) enziminin genetik kodu aktarılmıştır. Ve Tracy büyüdükten sonra sütünün her litresinde yaklaşık 40 gram AAT salgılamaya başlamıştır.

79 Arjantinli bilim adamları sütünde insan insülini üretmek amacıyla klonlanma ve gen aktarım tekniği kullanarak 4 Jersey buzağı üretmişlerdir

80 2000 yılında mastitise karşı dayanıklı ilk transgenik inek Annie elde edilmiştir Aktarılan lysostaphin geninin ürettiği lysostaphin maddesi ineklerde meme dokusunda Staphylococcus aureus enfeksiyonlarını önlemektedir

81 1989 yılında 'Beltsville domuzu olarak bilinen insan büyüme hormonu taşıyan transgenik domuz üretilmiştir

82 TRANSGENİK BİTKİLER VE KULLANIM ALANLARI

83 83 Mevcut Transgenik Bitkiler; Bitki biyoteknolojisi sayesinde geliştirilen yeni çeşitler aslında bu teknolojinin tarihsel gelişimi hakkında bizlere bilgi vermektedir. Geliştirilen çeşitlerin sınıflandırılması yapıldığında, transgenik bitkiler kendi aralarında, biyotik ve abiyotik transgenik bitkiler olmak üzere ikiye ayrılır. 1 Biyotik (yağ oranı artırılmış kanola, raf ömrü uzatılmış domates, yüksek nişasta oranına sahip patates örnek verilebilir). 2 Abiyotik ( Herbisite, zararlı böceğe ve hastalıklara dayanıklı bitkiler ).

84 BİTKİYE GEN TRANSFERİ?

85 Mikrobial Hastalıklara ve Böceklere Dayanıklı Bitkiler Bacillus thuringinensis böcek öldürücü etkisinin içinde bulunan kristal proteinlerden kaynaklandığı ortaya çıkarılmış ve bu proteini kodlayan genin isolasyonundan sonra bitkilere aktarımıyla çeşitli patojenlere dayanıklı transgenik bitkiler elde edilmiştir

86 Örnek ABD de yapısında Bacillus thuringinensis'ten elde edilen ve intsektisidal toksini sentezleyen geni taşıyan transgenik pamuk. İnsektisit kullanımını azalttığı iddia ediliyor. Transgenik Bt pamuğun kullanımı ile 1998 de pamuk için kullanılan total insektisit miktarının 1000 ton daha az olduğu öne sürülmüştür

87 Mısır ve koçan kurduna dayanıklı Bt Mısır 87

88 Herbisitlere Dayanıklı Bitkiler Herbisitlere dayanıklı bitkilerin üretimi, herbisitlere hassasiyet gösteren enzimlerin aktivitesinin değiştirilmesi veya herbisitin toksik etkisini yok edecek olan yeni enzimlerin sentezinden sorumlu genlerin bitkiye transferi ile mümkündür. Glyphosate, glufosinate ve bromoxynil gibi herbisitlere dayanıklı kanola, şeker kamışı, pirinç, mısır, pamuk gibi bitkiler artık çiftçilerin kullanımına sunulmuştur

89

90 Hasat Sonrası Ürünlerin Muhafazası Ekonomik açıdan öneme sahip ürünlerin Depolanması veya nakli sırasında meydana gelen kayıplar ABD ve Avrupa ülkelerinde %40 diğer ülkelerde ise %80 düzeyine ulaşmaktadır. OLASI SEBEP: Hastalık, böcekler, sıcak veya soğuk ortam koşulları Sonuçta meyve veya sebzelerin depo ve transferi sırasında istenmeyen zedelenmeler, yumuşamalar, tat ve koku kayıpları meydana gelebilir. Bu fizyolojik değişimler çoğunlukla enzim aktivitelerinden kaynaklanmaktadır

91 Poligalakturonaz enziminin aktivitesi antisense gen inhibisyonu ile azaltılmış ve domatesin yumuşamadan katı halde kalması sağlanmıştır.

92 Abiyotik Streslere Dayanıklı Bitkiler Bitki verimliliği soğuk, kuraklık, tuzluluk vs. gibi çevresel stres faktörleri tarafından kontrol edilir. Bu faktörlere toleranslı bitkilerin yetiştirilmesi için izlenebilecek biyoteknolojik bir yol diğer canlılar tarafından üretilen koruyucu bir protein veya enzimi kodlayan genlerin transferidir

93 Escherichia coli' den kolin dehidrogenaz enzimini kodlayan genin izolasyonu, bu genin tütün ve patates bitkilerine aktarımı sonucunda tuza ve soğuğa toleranslı transgenik bitkiler elde edilmiştir

94 Yaygın Kullanılan GD Bitkiler Değiştirilen bitki Aktarılan genetik özellik Genin kaynağı Mısır, soya, pamuk, patates, domates Mısır, soya, pamuk, kolza, şeker pancarı, pirinç, keten Böcek direnci (Bt) Zararlı ot ilacına dayanıklılık Toprak bakterisi (Bacillus thuringiensis) (cry1ab geni, cry1f geni, cry34ab1 geni, vb) Çeşitli bakteriler (Agrobacterium sp Achromobacter Streptomyces Klebsiella pneumoniae) (cp4 epsps geni, pat geni, vb) Kabak, papaya, patates Virüs direnci Bitki virüsü Domates Meyve olgunlaşma süresinin geciktirilmesi Toprak bakterisi (Pseudomonas chlororaphis) veya Virüs (E. coli T3 bacteriophage) (ACCd geni, vb)

95 GD Bitki Üreten Ülkeler (2011) Sıra Ülke Ekim alanı (milyon ha) Üretilen GD bitkiler 1 ABD 69,0 Soya, mısır, pamuk, kanola, papaya, şeker pancarı, yonca 2 Brezilya 30,3 Soya, mısır, pamuk 3 Arjantin 23,7 Soya, mısır, pamuk 4 Hindistan 10,6 Pamuk 5 Kanada 10,4 Kanola, mısır, soya, şeker pancarı 6 Çin 3,9 Pamuk, papaya, kavak, domates, tatlı biber 7 Paraguay 2,8 Soya 8 Pakistan 2,6 Pamuk 9 GüneyAfrika 2,3 Soya, mısır, pamuk 10 Uruguay 1,3 Soya, mısır James, 2011

96 SAĞLIK ALANINDA GDO KULLANIM ALANLARI

97 Enfeksiyon hastalıklarının önlenmesi ve tedavisi (antibiyotik penisilin ve streptomisin ve poliklonal antikorlar, aşı üretimi) Rekombinant DNA (insülin, interferon, antikor, büyüme hormonu, hepatit B aşısı gibi) Hücre füzyonu (monoklonal antikorlar, gen terapisi)

98 Rekombinant DNA teknolojisi ile üretilen ilaçlara rekombinant ilaç denir ve antikorlar, aşılar, kan pıhtılaşma faktörleri, hormonlar, büyütme faktörleri, sitokinler, enzimler, süt proteinleri, kollajen ve fibrojen bu tür ilaçlara örnek olarak gösterilebilir.

99 İddia; İlaç biyoteknolojisindeki gelişmeler sonucunda üretilen rekombinant ilaçlarla, kronik ve tedavisi mümkün olmayan hastalıklar iyileştirebilecek ve bir yandan da insan sağlığını korumak için yeni çözümler üretilebilecektir. İnsülin 1982 den beri kullanılmaktadır.

100 Rekombinant ilaç satışları Kaynak: TEB Raporu, 2003

101 GDO: kimler üretiyor? Biyoteknoloji firmaları: (Monsanto, Dow AgroSciences, ConAgra, DuPont) Kimyasala gübre ve kimyasal maddelere dayanıklı bitki üretimi Her iki ürün de üreticilere satılıyor. FDA (Amerikan Gıda ve İlaç Dairesi) rol: Biyoteknoloji firmalarının ürnlerinin kontrolü

102 Günümüzde... Genetiğideğiştirilmiş organizmalar günlük kullanımda oldukça yaygınlaşmıştır. Örnek olarak 1996 yılından beri Campbells, General Mill's, Kellogg's markalı ürünlerin içeriğinde genetik olarak modifiye edilmiş ürünlerden oluşmaktadır.

103 TÜKETİCİLERİN GDO LAR HAKKINDAKİ BİLGİ DÜZEYLERİ VE ALGILARI

104 İnternette yürütülen yaşam kalitesi anketi, katılanların % 76 sının GDO larınyaygınlaşmasına ve bunlardan elde edilen ürünlerin tüketilmesine, canlı sağlığı, ekolojik denge, sosyo-ekonomik yapıda yol açabileceği olumsuz etkiler nedeniyle karşı olduklarını ortaya koymaktadır Sonuçları 1 Temmuz 2004 tarihinde yayınlanan çalışmaya göre ise, Avrupa Birliği üyesi 15 ülke tüketicilerinin 2/3 nün genetik değişime uğratılmış meyvelerin tüketimine hazır olmadığı, buna karşın tıbbi amaçla kullanılan ürünlere karşı daha toleranslı oldukları ortaya çıkmıştır

105 Üniversite mezunu tüketicilerin Biyoteknolojik uygulama ve ürünler ile ilgili bilgi düzeyleri düşük (Özgen, 2007; Özgen ve ark. 2004) Lise Mezunu tüketiciler % 46 sının biyoteknoloji ile ilgili bilgilerini yetersiz bulmuşlar, % 66 sı günlük yaşamda biyoteknoloji ile üretilmiş ürünlerle karşılaştıklarına inandıklarını belirtmişler (Göktan 2002)

106 Araştırmaya katılanların çoğunun biyoteknoloji terimini ya da biyoteknolojinin uygulama alanlarını tanımlayamadığını, Biyoteknolojinin özellikle gıda ve tarımsal uygulamalarına yönelik bilgilerinin oldukça düşük olduğunu, Konuyla ilgili bilgi verilen grubun biyoteknolojik Uygulamalara yönelik algıladıkları faydanın arttığını, algıladıkları riskin ise azalmadığını göstermektedir.

107 241 tüketici üzerinde yapılan araştırmanın (Heffernan et al. 2002)bulguları, Katılımcıların biyoteknoloji ile ilgili bilgilerinin çok az olduğunu Kadınların erkeklere oranla biyoteknolojinin potansiyel riskleri konusunda daha kaygılı oldukları belirlenmiştir

108 Avrupa Birliği nde 1991 yılından itibaren üç yılda bütün üye ülkelerdeki 15 yaş üstü tüketicilerin Genelde biyoteknoloji, Özelde GDO lar hakkındaki bilgileri, bilgilenme kaynakları, tüketim tercihleri ve güvenli kullanımına ilişkin eğilimleri araştırılmakta ve düzenli olarak izlenmektedir (European Comission 1991, 1993, 1997, 2000, 2003, 2006).

109 Birlik vatandaşları Biyoteknolojinin toplum hayatındaki etkileri konusunda iyimser, Sağlık amaçlı bazı istisnai kullanım alanlarının dışında, GDO ların yaygınlaşmasından endişe duydukları görülmektedir.

110 ABD vatandaşları Çoğunun biyoteknoloji ile ilgili çok az (%45) ya da biraz (%37) bilgiye sahip oldukları, Çoğunun biyoteknolojinin tarım ve gıda uygulamalarından yararı vardır sağlanabileceğini, %56 sının biyoteknolojiye daha fazla bütçe ayrılması gerektiğini düşündüklerini göstermektedir (Zimmerman ve ark 1994)

111 Sorular GDO nedir GDO satın alırmısınız? GDO nun avantaj ve dezavantajları? GDO nun sağlık riski var mıdır? GDO etiketlenmeli mi? GDO ile ilgili bilgilendirilmek isterler mi? Etik kaygıları ve genetiği değiştirilmiş gıdalar ile ilgili süreçleri kimin kontrol etmesi gerektiği