GIDALARDA GENETİK YAPISI DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARIN (GDO) BELİRLENMESİ

Transkript

1 GIDA (2011) 36 (5): Derleme / Review GIDALARDA GENETİK YAPISI DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARIN (GDO) BELİRLENMESİ Fadime Kıran, Özlem Osmanağaoğlu* Ankara Üniversitesi, Fen Fakültesi, Biyoloji Bölümü, Biyoteknoloji AbD, Tando an, Ankara Gelifl tarihi / Received: Düzeltilerek Gelifl tarihi / Received in revised form: Kabul tarihi / Accepted: Özet Geneti i de ifltirilmifl organizmalar (GDO) kullan larak elde edilen ürünler artan bir flekilde dünyan n g da kayna olarak tan t lmakta ve geneti i de ifltirilmifl (GD) g dalar s kl kla gündemde yer almaktad r. Avrupa Birli i Komisyonu, GDO kullan larak elde edilen ve tespit edilebilir miktarlarda DNA veya protein içeren g da ürünlerinin ve içeriklerinin etiketlenmesi gerekti ini öngörmektedir. Bu aflamada, genetik modifikasyonun belirlenmesi (kalitatif analiz) ve ölçümü (kantitatif analiz) oldukça önemli olmaktad r. Bundan dolay, GDO nun belirlenmesi, ölçümü ve izlenmesi için güvenilir, tekrarlanabilir, do ru ve hassas yöntemler gerekmektedir. Bu derlemede genetik de ifliklikler, protein ve DNA esasl kalitatif ve kantitatif GDO tan mlama yöntemleri, bu yöntemlerin uygulama zorluklar ve geliflmekte olan yeni teknolojiler incelenmifltir. Anahtar kelimeler: Geneti i de ifltirilmifl g dalar, modifikasyon, GDO tespiti, PZR DETECTION OF GENETICALLY MODIFIED ORGANISMS (GMOs) IN FOOD Abstract Products obtained by using genetically modified organisms (GMOs) are increasingly being introduced into the world s food supply and genetically modified (GM) foods are often in the news. Commission of the European Communities recommended that food products and ingredients containing detectable amounts of DNA or proteins, obtained by using GMO have to be labeled. In this point; detection (qualitative analysis) and quantification (quantitative analysis) of genetic modification is becoming increasingly important. Therefore; reliable, reproducible, accurate and sensitive methods are needed for detection, quantification, and monitoring of GMO. In this review, genetic modifications, qualitative and quantitative GMO detection methods based on protein and DNA analysis, the difficulties in the application of these methods and developing new technologies were investigated. Keywords: Genetically modified food, modification, GMO detection, PCR. *Yazışmalardan sorumlu yazar / Corresponding author; osmanaga@science.ankara.edu.tr (+90) (+90)

2 F. Kıran, Ö. Osmanağaoğlu GİRİŞ Holst-Jensen in tan mlamas na göre, geneti i de ifltirilmifl organizmalar (GDO); genetik kompozisyonu gen teknolojisinin kullan m ile de ifltirilmifl bakteri, bitki ve hayvan gibi canl organizmalard r (1). GDO kullan larak elde edilen ürünler ise; istenilen fenotipi sergilemesi için genomuna baflka bir organizmadan elde edilen gen eklenmifl ya da ç kar lm fl g dalar ve geneti i de ifltirilmifl (GD) yemler ile beslenen hayvanlardan sa lanan hayvansal ürünler olabilir. Genetik mühendisli i, tar msal biyoteknoloji alan nda yeni özelliklere sahip bitkilerin gelifliminde, insan sa l nda ve ayn zamanda hayvan mühendisli i alan nda yeni yollar yeni ufuklar açmaktad r (2, 3). lave kazan mlar ise biyoteknolojinin en göze çarpan avantaj n n kullan m n sa layarak g dalar n besin de erini ve kalitesini gelifltirmekte ve artt rmaktad r (4-9). Çiftçi için sa lad ekonomik avantajlar bir yana, "yeflil" mühendisli in dünyan n ürün üretiminin artt r lmas n sa layaca ve böylece artan dünya nüfusunu, belli alanlarda durgun olan g da üretimi ve g da ithalat na olan ba ml l k gibi durumlardan kaynaklanan problemleri çözmek için katk da bulunabilece i tart fl lmaktad r. GDO kullan larak elde edilen ürünlerde, ürün biyokimyas n n bozulmas önceden tahmin edilemeyen sonuçlara neden olabilmektedir. Bu belirsizlik ise üzerinde en fazla kayg duyulan nokta olup GDO lar n analizlerle belirlenmesinin önemini artt rmaktad r. nsan sa l aç s ndan riskler iki ana bafll k alt nda toplanmaktad r. Birincisi toksik ve alerjik etki ihtimali, ikincisi ise bitki bünyesinde bulunan antibiyoti e dayan kl l k geni gibi transfer edilebilen di er gen ya da genlerin insan ya da hayvanlara geçme ihtimalidir (2, 3). Bunun d fl nda çevre ve biyoçeflitlilik üzerinde de olumsuz etkilere neden olabilmektedir (7). Tar msal biyoteknolojideki büyük geliflmelerden dolay, bilim adamlar art k geleneksel ürünlere istenilen genlerin transferini sa layan yapay genetik manipülasyonlar baflar l bir flekilde kullanabilir hale getirmifllerdir. Yabanc DNA n n eklenmesi amac yla temel olarak Agrobacterium sp. den elde edilen T i -pilazmidi gibi biyolojik vektörler (Rekombinant DNA teknolojisi), fiziksel yöntemler (partikül silah ve elektroporasyon) ve kimyasal yöntemler (polietilenglikol ve kalsiyumklorit) kullan lmaktad r (10). Biyolojik vektör sistemi bu 3 yöntemden en s k kullan lan d r. Düzenlemeden sorumlu genetik elementlerden en yayg n olarak kullan lan iki tanesi Cauliflower mosaic virüs (CaMV; Karnabahar mozaik virüsü) kaynakl yap sal 35S promotör ve Agrobacterium tumafaciens in nopalin sentaz geninden (nos) izole edilen nos3 terminatörüdür (11, 12). Bu tür uygulamalara örnek olarak; seçici olmayan herbisit Roundup a (aktif içerik olarak glifosat içermektedir) dirençli soya fasulyesinin gelifltirilmesi verilebilir (13, 14). Di er örnekler aras nda Bacillus thuringiensis in δendotoksin genine sahip olan m s r n Avrupa m s r kurduna karfl direnç gelifltirmesi ve Streptomyces hygroscopicus dan elde edilen fosfoinotrisin (phosphoinothricin) genine sahip olan m s r n ise glifosinat herbisitine tolerans kazanmas yer almaktad r (15). GIDALARDA GENETİK YAPISI DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARIN (GDO) BELİRLENMESİ GDO kullan larak elde edilen g dalar n dünya çap nda kullan m alan her geçen y l h zla artmaktad r. Bu art fl ayn zamanda halk n güvenlik endiflesini artt rm fl ve tüketiciler GDO kullan larak elde edilen ürünlerin ve bu ürünlerden elde edilen g dalar n uygun bir flekilde etiketlendirilmelerini ve kendilerinin de bilgilendirilmelerini talep etmifllerdir. Tüketicilerin g da güvenli inde bu dikkate de er artan bilinçlenmeleri, daha fazla g da kalite kontrol ihtiyac n yaratm flt r. Avrupa Birli i komisyonu GDO kullan larak elde edilen ve belirlenebilir miktarlarda DNA veya protein içeren g da ürünleri ve içeriklerinin etiketlenmesini zorunlu k lmaktad r (miktar % 0.9 de erini aflarsa) (16). Etiketleme sisteminin amac üründe GDO varl n tüketiciye bildirmek, böylece bu tür g dalar al p almama tercihini tüketicinin inisiyatifine b rakmakt r. GDO kullan larak elde edilen g dalar n tespiti amac ile gerçeklefltirilen çal flmalarda; Referans Materyal ve Ölçüm Enstitüsü (IRMM, The Institute for Reference Materials and Measurements, Belçika) taraf ndan üretilmifl, % ve 0 genetik de ifliklik içeren kurutulmufl ürün tozlar ndan meydana gelmifl ve Fluka Chemie AG (Buchs, sviçre) gibi markalar taraf ndan ticarilefltirilmifl sertifikal referans materyal (CRM, Certified Reference Material) standartlar pozitif ve negatif kontroller olarak mutlaka kullan lmal d r (17). GDO kullan larak elde edilen bir ürünün veya ondan üretilmifl farkl g dalar n analizi için gerekli aflamalar flöyle s ralanabilir: analiz edilecek materyalden uygun miktarda numune al nmas, numunenin homojenize edilerek ilgili analiz için 296

3 Gıdalarda Genetik Yapısı Değiştirilmiş... gerekli izolasyon ve saflaflt rman n yap lmas, saflaflt r lan DNA veya proteinin analizi, pozitif sonuç al nd nda genetik de iflimin miktar n n belirlenmesi. Yöntemler de iflik flirket ve ülkeler için çeflitlilik göstermekle beraber temelde genetik de iflikli in belirlenmesi için protein ve DNA temelli test yöntemleri olmak üzere iki temel yöntem kullan lmaktad r. Bu yöntemler kendi aralar nda çeflitli farkl l klar göstermektedirler. Bununla beraber, yeni nesil analitik teknolojiler geliflmifl ülkelerde kullan ma sunulmaktad r. Halen geliflim aflamas nda olan NIR (Near Infrared Imaging-Yak n K z lötesi Görüntüleme) gibi spektrofotometrik teknikler, mikrodizi, biyoçip, biyosensör, genarray, mikroarray gibi yöntemler DNA ve protein esasl geleneksel yöntemlerle k yasland klar nda yüksek teknoloji içeren cihaz sistemlerine ihtiyaç duyduklar ndan dolay tüm GDO analiz laboratuvar çal flmalar na dâhil edilememektedirler (18). Yeni nesil teknolojiler olarak adland r lan bu yöntemlerle ayn anda binlerce genin ekspresyonu ölçülebilmekte, karfl laflt r labilmekte ve elde edilen sonuçlar çeflitli bilgisayar algoritmalar ile s n fland r labilmektedir (19, 20). Geneti i de ifltirilmifl g dalar n belirlenmesinde biyoçiplerin kullan m na yönelik ilk çal flmalardan biri 2002 y l nda Feriotto ve arkadafllar taraf ndan yay nlanm flt r. Roundup Ready soya genlerinin ve lektinin dizisini içeren biotinli tek zincir oligonükleotidler sensör çiplerin iki farkl kuyucu una immobilize edilmifltir. Oligonükleotid problar bu çipler üzerine enjekte edilmifl ve oluflan reaksiyonlar neticesinde GDO içeren soya örnekleri, yaklafl k 40 dakika gibi k sa bir sürede h zl bir flekilde tespit edilebilmifltir (21). Mikroarray teknolojisi ise çiplerden esinlenerek gelifltirilmifl olup tarama ve tan mlama ifllemini ayn anda yapabilmektedir. Yöntem temel olarak, araflt r lmak istenilen numunede istenilen gen dizisinin tamamlay c s n n varl n n belirlenmesi esas na dayanmaktad r. Avrupa Birli i taraf ndan ticarilefltirilmelerine izin verilen 9 farkl GDO vakas n n (m s r 176, Bt11, GA21, MON810, CBH351 ve T25, Topas 19/2, T45 ve Roundup Ready soya) efl zamanl taranabilmesi amac yla gelifltirilen mikroarray kitinde, çip yüzeyinde mevcut tutunmufl özgün problarla, numuneden amplifiye edilmifl hedef dizilerin hibridizasyonu gerçeklefltirilmifltir (22). Bunun gibi birçok çal flmadan elde edilen baflar l sonuçlar, günümüzde halen biyoinformatik programlar n n gelifltirilmesi amac yla kullan lmaktad r. Önemli olan GDO tespiti için oldukça yüksek hassasiyette, basit ve tekrarlanabilir yöntemlerin kullan lmas d r. Son y llarda iki renkli FCCS (Fluorescence Cross Correlation Spectroscopy- Floresan Çapraz Korelasyon liflkili Spektroskopi) tekni inin kullan m GDO nun h zl tespiti için PZR (Polymerase Chain Reaction-Polimeraz Zincir Reaksiyonu) ba ms z manyetik boncuk esasl yöntem olarak tan mlanm flt r. Bu yeni yöntem h zl ve oldukça kullan fll bulunmufltur (23). Günümüzde, GDO tespitinde birden fazla tekni in bir arada kullan ld yöntemler de gelifltirilmektedir. Luminex xmap teknoloji, yüz farkl renk setine sahip floresan bilyelerin kullan m esas na dayanmaktad r. PZR ile ço alt lan DNA farkl renkteki bilyeler ile muamele edilmekte ve hibridizasyon için beklenmektedir. Fakat Luminex xmap olarak tan mlanan bu teknoloji henüz sadece p35s ve epsps gibi s n rl say da genetik de iflimi belirleyebilmektedir (24). Yeni nesil teknolojiler içerisinde omiks yaklafl mlar hedef alan ve GD metabolitlerin veya proteinlerin arand MS-esasl teknolojilerden de bahsedilebilir. Geliflmekte olan "omiks" teknoloji esas na dayanan bu yöntem oldukça yeni olup halen geliflme aflamas ndad r (25). Bununla beraber GDO tespiti amac yla multipleks PZR ve kapiler (capillary) jel elektroforezi birlikte kullan labilmektedir. Tan mlama ise PZR ürün büyüklü ü ve oluflan renklere göre gerçeklefltirilmektedir (26, 27). Bu derleme çal flmas nda ülkemizde de s kl kla kullan lan protein ve DNA-temelli yöntemlerden bahsedilecektir. PROTEİN-TEMELLİ YÖNTEMLER Protein düzeyindeki analizler gen taraf ndan ifade edilen yeni özgün proteinin tespitine olanak sa layan yöntemlerdir. Antikor ve antijenin özgün olarak ba lanmas temeline dayanan immünolojik testlerin bafl nda ELIZA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay-Enzim Ba l mmunosorbent Testi) gelmektedir. Bu yöntemde aranan proteinin kendisine uygun olarak gelifltirilmifl antikor ile etkileflimi sonucu oluflan renk de iflimi reaksiyonun gerçekleflti ini belirtmektedir. Ticari kitlerin kullan m ve standart e rilerin numunede meydana gelen renk de iflimi ile karfl laflt r lmas sonucunda hedef proteinin kantitatif tayini de yap labilmektedir (28). ELIZA genellikle DNA testlerinden daha ucuza mal olmakta ve daha h zl sonuç vermektedir. Buna ra men en büyük dezavantaj s cakl n ifllem s ras nda proteine zarar verebilmesi ve bundan dolay ifllenmifl g dalar üzerinde iyi çal flamamas d r. 297

4 F. Kıran, Ö. Osmanağaoğlu Dezavantajlar ndan bir di eri ise piyasada mevcut ticari kitlerin, GDO kullan larak elde edilen baz ürünler için tasarlanm fl olmas ve gün geçtikçe artan ürünlere cevap verememesidir (29). Özgün antikor emdirilmifl kâ t fleritlerin (lateral flow strip) kullan lmas ise protein-temelli di er bir yöntemdir. Pratik olarak yaprak ve tohum numunelerinde kullan lmaktad r (29, 30). DNA-TEMELLİ YÖNTEMLER Transgenik dizi olarak eklenen DNA n n direk tespitine dayal yöntemlerdir. Daha önce belirtilen ileri teknolojiye sahip tekniklerle karfl laflt r ld nda en s k kullan lan yöntem olma özelli ini halen korumaktad r (31). Genetik mühendisli i yöntemlerinin kullan m ile üretilmifl g da ürününün tespitinde kullan lan ilk resmi yöntem özgün DNA bölgelerinin PZR ile amplifikasyonunu temel almaktad r ve Almanya Federal G da ürünlerinin Resmi Yöntemler Koleksiyonunda 35. makale bafll alt nda 1993 de yay nlanm fl ve 1998 y l nda bas lm flt r (32). O zamandan beri g da üretiminde kullan lan de iflik GDO lar için birçok resmi PZRtemelli yöntem tan mlanm flt r. Çal flma yap lan laboratuvarlarda en çok iki tip senaryo ortaya ç kmaktad r (1). Birincisi, numunenin genetik olarak ifllenmifl bileflenler içerip içermedi i üzerine odaklanan sorulard r. kinci tip soru ise, numunede tespit edilen özgün bir genetik de iflimin miktar n n belirlenebilece i laboratuvar ihtiyac na yöneliktir. Her iki sorunun yan t ise hedef DNA miktar n n yüzdesinin ya kalitatif (pozitif-negatif cevap) ya da kantitatif (miktarsal) olarak belirlenmesidir (18). Bu aflamada DNA izolasyonu oldukça önemlidir. M s r ve m s rdan üretilen farkl g dalarda alt ayr DNA izolasyon yöntemi denenmifltir. Sonuç olarak, genetik de iflimin belirlenebilmesi için ihtiyaç duyulan DNA n n, piyasada bulunan ticari kitlerle baflar l bir flekilde izole edilebilece i belirtilmifltir (33). Birinci durumda, GD vakalar n n tamam nda veya ço unda ortak olan DNA dizi bileflenlerine bak lmak suretiyle test (veya testler) gerçeklefltirmekte ve bu aflamada GDO ya özgü hedef dizinin bilinmesine gereksinim duyulmaktad r. kinci durumda ise yap lmas gereken bahsi geçen GD vakas na özgü olan nükleotit dizisini tespit etmektir ve Real-Time (RT-PZR, Efl-zamanl PZR) veya kinetik PZR, analizin çok küçük DNA miktarlar üzerinde yap lmas gereken durumlar nda kantifikasyon ve yorumlama limitlerini gösterebilmektedir (34). fiekil 1. Tipik bir gen konstrakt n n flematik sunumu ve artan spesifisite sergileyen (yukar ndan afla ya) 4 farkl kategoride s n fland r lan PZR-temelli çal flmalar (34). Kalitatif Sistemler GDO kullan larak elde edilen ürün tan mlamas ndan önce, evrensel veya bitki türlerine-özgü PZR kullan m ile g da matriksi içerisinde ço alt labilir DNA varl n n gösterilmesi ve do rulanmas gerekmektedir. lk basamak bitki DNA s ndan (bitki türlerine özgü genler) özgün dizinin ço alt lmas d r. Örne in, GD soya çal flmas nda soya orijinli DNA n n varl ya da yoklu u, lektin genini (Lec1-tek kopya gen) hedef alan soyaya özgü primer çiftlerinden GM03/GM04 veya Lektin1 /Lektin6 kullan m neticesinde PZR ile tespit edilmektedir (35, 36). Bununla beraber, m s r orijinli DNA n n varl /yoklu u ise zein geni ya da m s r invertaz geni gibi m s ra özgü PZR sistemlerinin kullan lmas yla kontrol edilmektedir (37, 38). Do rulama testleri ard ndan gerçeklefltirilen PZRtemelli GDO testleri özgünlük derecelerine uygun olarak en az 4 kategoride s n fland r labilmektedir (fiekil 1). Afla da detaylar belirtilen kategorilerin her biri PZR de ço alt lan DNA fragmentlerinin kompozisyonuna karfl l k gelmektedir (34, 39). Tarama yöntemleri G da ürünlerinde GDO lar n varl n belirlemek amac yla gerçeklefltirilen ve 1. kategori olarak adland r lan tarama ifllemlerinde, kalitatif PZR yöntemleri kullan lmaktad r. Yeni özelli i kodlayan genlerin DNA dizileri, markör genlerin DNA dizileri ve promotör veya terminatör DNA dizileri PZR çal flmalar için hedef DNA dizileridir (fiekil 1). PZR ürününün eksikli i transgenik dizisinin eksikli ini vurgulamaktad r. PZR de genel bir araflt rma için hedef dizilerden s kl kla çal fl lanlar; Cauliflower mosaic virüsünde bulunan ve ço u GDO konstrakt nda güçlü yap sal transkripsiyon promotörü olarak kullan lan 35S promotör (P-35S) 298

5 Gıdalarda Genetik Yapısı Değiştirilmiş... ve/veya Agrobacterium tumefaciens deki NOS (nopalin sentaz) terminatörüdür (T-Nos). Bununla beraber, en yayg n olarak kullan lan klonlama vektörleri aras nda pbr322 ve bu vektörün amfisilin (bla-beta laktamaz) antibiyotiklerine karfl dirençlili i kodlayan puc19 gibi türevleri veya neomisin/ kanamisin (nptii) antibiyotiklerine karfl dirençlili i kodlayan vektörler yer almaktad r (34). Gene özgü yöntemler stenilen geni hedef alan PZR yöntemleri (kategori 2) kategori 1 yöntemlerinden daha özgündür. CaMV 35S promotör, nos terminatör veya nptii genlerinin tek bafllar na taranmas yeterli de ildir. GDO kullan larak elde edilen ürünlerin taranmas için ilave transgen-özgü genlerin (EPSPS, pat/bar, CryIA(b)) taranmas gerekmektedir (fiekil 1). Uygun genlerin seçimi uygun promotörlerin ve terminatörlerin seçiminden çok daha önemlidir. Normalde kategori 2 yöntemlerinin kullan m neticesinde al nan pozitif bir sinyal genetik de iflim türevli DNA y vurgulamakta ve birçok durumda da DNA n n hangi GDO dan türedi ini tan mlamay mümkün k lmaktad r. Tarama yaklafl mlar n n kullan m yla GDO nun kendisinin tan mlanmas mümkün olmad ndan, tan mlanacak GDO ya özgü DNA dizisi, takip eden PZR çal flmalar nda hedef dizi olarak kullan lmak durumundad r (34, 39). Konstrakta özgü yöntemler Birbirine komflu olan en az iki genetik elementin s n r n kapsayacak flekilde yeni dahil edilmifl DNA bölgesi kullan lmaktad r. 3. kategori yöntemleri ilgilenilen gen bölgesi ve promotör aras nda oldu u gibi gen konstrakt ndaki bitiflik elementler aras ndaki kesiflmeleri hedef almaktad r (fiekil 1). Bu yöntemler ile pozitif bir sinyal sadece genetik de ifliklik içeren materyalin varl nda ortaya ç kmaktad r. DNA n n de ifliklik kayna n n belirlenmesinde, kategori 2 de yer alan yöntemlerden çok daha uygundur (34). Ancak, ayn gen konstrakt birden fazla GD numunesinde bulunabilir. Örne in GD m s rlarda Mon809 vakas nda; pv-zmbk07 ve pvzmgt10 transformasyonunun her ikisi de mevcutken, Mon810 vakas nda pv-zmbk07, Mon832 de ise sadece pvzmgt10 pilazmidi bulunmaktad r (40). Vakaya özgü yöntemler 4. kategori olarak adland r lmaktad r. GDO lar n PZR ile anlaml bir flekilde tan mlanabilmesi için, primer seçimi bahsi geçen transgenik organizma için karakteristik olan hedef diziler üzerine kurulmal d r (örne in, integrasyon bölgesi ile özgün bir GDO nun yeni dahil edilmifl genetik elementi aras nda çapraz-s n r alan gibi veya kesik gen çeflitlerine ba l özgün dizi de iflimleri ya da de iflen kodon kullan m gibi). Transformasyon olay n n en eflsiz belirgin özelli i (günümüz teknolojisinin s n rlamalar yla) al c genom ile eklenen DNA aras ndaki integrasyon lokusundaki ba lant d r. Bu ba lant bu bölümde yer alan yöntemlerin (vakaya özgü) hedefini oluflturmaktad r (fiekil 1). Entegre olmufl gen ve konak organizma genom DNA s aras ndaki eflsiz ve özgün integrasyon birleflme dizilerini temel alan vakaya özgü tespit stratejisi oldukça yüksek hassasiyetinden dolay gelifltirilen ve kullan lan bir yöntemdir (25, 41). Kalitatif sistemlere dahil PZR-temelli yöntemler aras nda multipleks ve nested PZR teknikleri de yer almaktad r. Nested PZR; klasik PZR ye ilaveten farkl primer tak mlar yla ikinci bir amplifikasyon uygulama prensibine dayanmaktad r. Hassas bir yöntem olup özgün olmayan amplifikasyonlar azaltmaktad r. Örne in, m s rdan elde edilen g dalarda PZR yöntemi Bt11 varl n gösterirken, nested PZR Bt176 n n tespitinde kullan lm flt r (42). Multipleks PZR ise tek bir reaksiyonda iki ya da daha fazla hedef dizinin ço almas na olanak sa layan kullan fll bir yöntemdir (22). GDO lar oldukça h zl, tekrarlanabilir ve ekonomik bir flekilde k sa sürede tespit etmektedir. Birden fazla transgenik vaka bu tip bir PZR ifllemi ile k sa sürede belirlenebilmektedir. Örne in; m s r ve soya bitkisinden elde edilen g dalarda genetik de iflikli in tespiti için Cry1Ab ve EPSPS genlerinin birlikte analizine olanak sa lamaktad r (43, 44). Bununla beraber; ayn reaksiyonda sekiz fakl genetik de ifliklik de çal fl labilmifltir (45). Son zamanlarda hassasl ve tekrarlanabilirli i artt rmak amac yla, multipleks PZR yöntemi, RT PZR, mikroarray, biyosensör gibi farkl baz kalitatif ve/veya kantitatif yöntemler ile birlikte kullan lmaktad r (46). Kantitatif Sistemler Geçerlili i onaylanm fl uygun kalitatif yöntemlerin kullan m neticesinde e er GDO ya özgü DNA (ya da protein) bulunamam fl ise, g da ürününün etiketlenmesine gerek yoktur. E er bir ürünün GDO içerdi i gösterilmiflse, bunu takip eden basamak PZR kantifikasyonu ile % 0.9 s n r seviyesinde (veya tohumlar için % 0.3 ya da 0.5 seviye) uygunlu un de erlendirilmesi olacakt r (16). 299

6 F. Kıran, Ö. Osmanağaoğlu G dalarda GDO lar n analizlerine ait en önemli konu kantifikasyondur. Çünkü g dalardaki GDO lar n maksimum limiti Avrupa Birli i nde etiketleme için temeldir. Kantitasyon ifllemi s kl kla RT-PZR kullan m ile gerçeklefltirilmektedir (47). Bu yöntem sayesinde DNA ve RNA numuneleri kalitatif ve kantitatif olarak k sa sürede analiz edilebilmekte, çok say da numune son derece az kontaminasyon riskiyle güvenle çal fl labilmektedir. PZR ürün miktarlar n n ölçümü için çeflitli formatlar kullan lmaktad r: (i) çift zincir DNA ba lanma boyas, SYBR Green I; (ii) hibridizasyon veya FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer-Florasan Rezonans Enerji Transfer) proplar ; (iii) hidroliz problar (TaqMan teknolojisi); ve (iv) moleküler iflaretleyiciler (48). G da maddelerinde genetik de iflikli in yüksek kalitede belirlenmesi için genellikle florasansba lant l RT-PZR kullan lmaktad r. G da veya yem numunelerinde GDO kantifikasyonu alan nda en yayg n olarak kullan lan yaklafl m raportör (reporter) ve bask lay c (quencher) boya ba lanm fl oligonükleotitten oluflan florojenik bir prob kullanan Taqman veya 5 -ekzonükleaz denemesidir. 5 ucunda raportör bir boya olan floresan FAM (5 carboxyfluorescein- karboksifloresin) (veya HEX/VIC], 3 ucunda ise 6-bask lay c bir boya olan TAMRA (6-carboxytetramethylrhodamine -karboksitetrametilrodamin) ile iflaretlenen TaqMan problar tercih edilmektedir. SONUÇ Avrupa toplulu u mevzuat GDO kullan larak elde edilen ürünlerin piyasada yer almadan önce onaylanm fl olmas n gerektirmektedir. Herhangi bir GDO dan meydana gelen bir g dan n genetik de ifliklik miktar n n % 0.9 dan fazla oldu u durumlarda ise etiketleme talep edilmektedir. GDO kullan larak elde edilen ürünler ve bunlardan üretilen g dalar n marketlerde yer almas, yasalara uygunlu u sa lamak için analitik yöntemlere talep do urmufltur. Bu durum GDO etiketlemesinin zorunlu oldu u ülkelerde ve ayn zamanda bu ürünlerin ihracat n n s n rlamalar olan ülkelere ithalat n n yap lmas söz konusu oldu u durumlarda da geçerlidir. Bu nedenle GDO kullan larak elde edilen tar m ürünlerinde ve bu ürünler kullan larak üretilen g dalarda GDO nun varl n n ve miktar n n izlenmesine ve do rulanmas na gerek duyulmaktad r. Buna ek olarak GDO nun bulunup bulunmad n n teflhisinin onaylanmas da önemlidir. Bir test laboratuvar, DNA ya daha sonradan eklenen yeni diziyi tan yabilmeli, bu materyalin miktar n teflhis edebilmeli ve mevcut özgün de iflikli i net olarak belirleyebilmelidir. GDO kullan larak üretilmifl g dalar n etiketlendirilmeleri için yap lan ve ifllenmemifl materyal ya da g da ürünlerinde GDO nun belirlenmesine yönelik güvenilir ve eksiksiz yöntemleri gerekli k lan düzenlemeler dünya çap nda yerine getirilmekte ve Türkiye de bu sürecin içerisinde yer almaktad r (Avrupa Birli i uyum süreci). Bu ba lamda; GDO kullan larak elde edilen ürünlerin analizlerinde transkriptomik, proteomik ve metabolomik teknolojileri de önemli bir yer tutmaktad r. Genetik de iflikli i tan mlayan yeni teknolojilerin yurdumuzda da uygulamaya dahil edilebilmesi için bu konuda baflar l çal flmalar gerçeklefltiren TÜB TAK, Tar m ve Köyiflleri Bakanl ve özel analiz laboratuvarlar ile üniversite araflt rma laboratuvarlar n n iflbirli inde yeni laboratuvar altyap lar n n gelifltirilmesi ve uygulamaya geçirilmesi gerekmektedir. KAYNAKLAR 1. Holst-Jensen A Sampling, detection, identification and quantification of genetically modified organisms (GMOs). In: Food Toxicans Analysis: Techniques, Strategies and Developments, Pico Y (ed), Elsevier, Amsterdam, The Neterlands, pp Uzogara SG The impact of genetic modification of human foods in the 21st century: a review. Biotechnol Adv, 18, Azadi H, Ho P Genetically modified and organic crops in developing countries: A review of options for food security. Biotechnol Adv, 28, Egelyng H Managing agriculture biotechnology for sustainable development: the case of Semi-Arid India. Int J Biotechnol, 2 (4), Kuiper HA, Noteborn HPJM, Kok EJ, Kleter GA Safety aspects of novel foods. Food Res Int, 35, Van Meijl H, Van Tongeren F International diffusion of gains from biotechnology and the European Union's Common Agricultural Policy. Agric Econ, 31,

7 Gıdalarda Genetik Yapısı Değiştirilmiş Sanvido O, Romeis J, Bigler F Ecological impacts of genetically modified crops: ten years of field research and commercial cultivation. Adv Biochem Eng/Biotechnol, 107, Warwick SI, Beckie HJ, Hall LM Gene flow, invasiveness, and ecological impact of genetically modified crops. Ann NY Acad Sci, 1168 (1), Raveebdar S. Ignacimuthu S Improved Agrobacterium mediated transformation in cowpea Vigna unguiculata L. Walp. Asian J Plant Sci, 91, Potrykus I Gene transfer to plants: assessment of published approaches and results. Annu. Rev Plant Physiol Plant Mol Biol, 42, McBride K, Summerfelt K Improved binary vectors for Agrobacterium mediated plant transformation. Plant Mol Biol, 14, Jen Lu I, Lin C, Ming T Establishment of a system based on universal multiplex-pcr for screening genetically modified crops. Pan Anal Bioanal Chem, 396, Cerdeira AL, Duke SO The current status and environmental impacts of glyphosate-resistant crops: a review. J Environ Qual, 35, Ovesná J, Ku_era L, Hodek J, Demnerová K Reliability of PCR based screening for identification and quantification of GMOs. Czech J Food Sci, 28 (2), Hurst CD, Knight A, Bruce IJ PCR detection of genetically modified soya and maize in foodstuffs. Mol Breeding, 5 (6), Anon On genetically modified (GM) food and feed. L268/1 Official Journal of the European Union, Commission Regulation (EC) of The European Parliament and of the Council No 1829/2003 of 22 September Yoshimura T, Kuribara H, Kodama T, Yamata S, Futo S, Watanabe S, Aoki N, Izuka T, Ak yama H, Maitani T, Naito S, Hino A Comparative studies of the quantification of genetically modified organisms in foods processed from maize and soy using trial producing. J Agric Food Chem, 53, Querci M, Van den Bulcke M, Zel J, Van den Eede G, Broll H New approaches in GMO detection. Anal Bioanal Chem, 396, Kalogianni DP, Koraki T, Christopoulos TK, Ioannou PC Nanoparticle-based DNA biosensor for visual detection of genetically modified organisms. Biosensors and Bioelectronics, 21 (7), Leimanis S, Hernández M, Fernández S, Boyer F, Burns M, Bruderer S, Glouden T, Harris N, Kaeppeli O, Philipp P, Pla M, Puigdomènech P, Vaitilingom M, Bertheau Y, Remacle J A microarray-based detection system for genetically modified (GM) food ingredients. Plant Mol Biol, 61 (1), Feriotto G, Borgatti M, Mischiati C, Bianchi N, Gambari R Biosensor technology and surface plasmon resonance for real-time detection of genetically modified Roundup Ready soybean gene sequences. J Agric Food Chem, 20, Michelini E, Simoni P, Cevenini L, Mezzanotte L, Roda A New trends in bianaltical tools for the detection of genetically modified organism: an update. Anal Bioanal Chem, 8, Zhou X, Xing D, Tang Y, Chen WR PCR-free detection of genetically modified organisms using magnetic capture technology and fluorescence cross-correlation spectroscopy. PLoS ONE, 4 (11), Fantozzi A, Ermolli M, Marini M, Balla B, Querci M, Van den Eede G Innovative application of fluorescent microsphere based assay for multiple GMO detection. Food Anal Methods, 1, Garcia-Canas V, Simo C, Leon C, Ibanez E, Cifuentes A MS-based analytical methodologies to characterize genetically modified crops. Mass Spectrom Rev, 30, Nadal A, Esteve T, Pla M Multiplex polymerase chain reaction-capillary gel electrophoresis: a promising tool for GMO screening assay for simultaneous detection of five genetically modified cotton events and species. AOAC Int, 92 (3), Garcia-Canas V, Mondello M, Cifuentes, A Simultaneous detection of genetically modified organisms by multiplex ligation dependent genome amplification and capillary gel electrophoresis with laser induced fluorescence. Electrophoresis, 31, Spiegelhalter F, Lauter FR, Russel JM Detection of genetically modified food products in commercial laboratory. J Food Sci, 66 (5),

8 F. Kıran, Ö. Osmanağaoğlu 29. Ahmed FE Detection of genetically modified organisms in foods. Trends Biotechnol, 20 (5), Bulcke MV, Leunda AC, Bernardi D, Schrijver A, Mbongombella G, Sneyers M Detection of genetically modified crops in real time practice: a state of art. Institute of Health, July, ICBAR, Ravello, Italy, Rodríguez-Lázaro D, Lombard B, Smith H, Rzezutka A, D'Agostino M, Helmuth R, Schroeter A, Malorny B, Miko A, Guerra B, Davison J, Kobilinsky A, Hernández M, Bertheau Y, Cook N Trends in analytical methodology in food safety and quality: monitoring microorganisms and genetically modified organisms. Trends Food Sci Tech, 18, Anon On detection of a genetic modification of soybeans by amplification of the modified DNA sequence using the polymerase chain reaction (PCR) and hybridization of the PCR product with a DNA probe. Collection of Official Methods under Article 35 of the German Federal Foodstuffs Act. No L of Elsanhoty RM, Ramadan MF, Jany KD DNA extraction methods for detecting genetically modified foods: A comparative study. Food Chem, 26, Holst-Jensen A, Ronning SB, Lovseth A, Berdal GK PCR Technology for screening and quantification of genetically modified organisms (GMOs). Anal Bioanal Chem, 375, Tengel C, Schvssler P, Setzke E, Balles J, Sprenger-Haussels M PCR-based detection of genetically modified soybean and maize in raw and highly processed foodstuffs. Bio Techniques, 31, Al-Rousan H, Al-hmoud N, Hayek B, Ibrahim M A study on the occurrence of genetically modified soybean and maize feed products in the Jordanian market. J Cell Mol Biol, 8 (2), Ehlers B, Strauch E, Goltz M, Kubsch D, Wagner H, Maidhof H, Bendiek J, Appel B, Buhk HJ Identification of genetically modified maize by PCR. Bundesgesundhbl, 4, Hernandez M, Duplan MN, Berthier G, Vaïtilingom M, Hauser W, Freyer R, Pla M, Bertheau Y Development and comparison of four real-time polymerase chain reaction systems for specific detection and quantification of Zea mays L. J Agr Food Chem, 52, Anklam E, Gadani F, Heinze P, Pijenburg H, Eede WG Analytical methods for detection and determination of genetically modified organisms in agriculture crops and plant-derived food products. Eur Food Res Technol, 214, AgBios GMO Database. agbios.com/dbase.php (Eriflim tarihi 05 Mart 2010). 41. Pan A, Yang L, XU S, Yin C, Zhang K, Wang Z, Zhang D Event-specific qualitative and quantitative PCR detection of MON863 maize based upon the 3 transgene integration seuence. J Cereal Sci, 43, Dinon AZ, Bosco KT, Arisi ACM Monitoring of Bt11 and Bt176 genetically modified maize in food sold commercially in Brazil from 2005 to J Sci Food and Agr, 90 (9), Forte VT, Martin GG, Vigneau MF, Meyer G A general multiplex-pcr assay for the general detection of genetically modified soya and maize. Food Control, 16, Yoke-Kqueen C, Yee-Tyan C, Siew-Ping K, Son R Development of multiplex-pcr for Genetically Modified Organism (GMO) detection targeting EPSPS and Cry1Ab genes in soy and maize samples. Int Food Res J, 18, Shrestha HK, Hwu KK, Chang M Detection of genetically modified maize (Zea mays L.) in seed samples from Nepal. Afr J Biotechnol, 9 (34), Shrestha HK, Hwu KK, Chang MC Advances in detection of genetically engineered crops by multiplex polymerase- chain reaction methods. Trends Food Sci Tech, 21, La Paz JL, Esteve T, Pla M Comparison of Real Time PCR detection chemistries and cycling modes using Mon810 event specific assays as models. J Agric Food Chem, 55, Nolan T, Hands RE, Bustin SA Quantification of RNA using real time PCR. Nat protoc, 1,