Genetiği Değiştirilmiş Organizmalar ve Biyogüvenlik. Ed tör: Yrd. Doç. Dr. İsma l BEZİRGANOĞLU

Transkript

1 Genetiği Değiştirilmiş Organizmalar ve Biyogüvenlik Ed tör: Yrd. Doç. Dr. İsma l BEZİRGANOĞLU

2 Editör: Yrd. Doç. Dr. İsmail BEZİRGANOĞLU GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALAR VE BİYOGÜVENLİK ISBN DOI / Kitap içeriğinin tüm sorumluluğu yazarlarına aittir. 2017, PEGEM AKADEMİ Bu kitabın basım, yayım ve satış hakları Pegem Akademi Yay. Eğt. Dan. Hizm. Tic. Ltd. Şti.ye aittir. Anılan kuruluşun izni alınmadan kitabın tümü ya da bölümleri, kapak tasarımı; mekanik, elektronik, fotokopi, manyetik, kayıt ya da başka yöntemlerle çoğaltılamaz, basılamaz, dağıtılamaz. Bu kitap T.C. Kültür Bakanlığı bandrolü ile satılmaktadır. Okuyucularımızın bandrolü olmayan kitaplar hakkında yayınevimize bilgi vermesini ve bandrolsüz yayınları satın almamasını diliyoruz. Pegem Akademi Yayıncılık, 1998 yılından bugüne uluslararası düzeyde düzenli faaliyet yürüten uluslararası akademik bir yayınevidir. Yayımladığı kitaplar; Yükseköğretim Kurulunca tanınan yükseköğretim kurumlarının kataloglarında yer almaktadır. Dünyadaki en büyük çevrimiçi kamu erişim kataloğu olan WorldCat ve ayrıca Türkiye'de kurulan Turcademy.com ve Pegemindeks.net tarafından yayınları taranmaktadır, indekslenmektedir. Aynı alanda farklı yazarlara ait 1000 in üzerinde yayını bulunmaktadır. Pegem Akademi Yayınları ile ilgili detaylı bilgilere adresinden ulaşılabilmektedir. 1. Baskı: Nisan 2017, Ankara Yayın-Proje: Özlem Sağlam Dizgi-Grafik Tasarım: Tuğba Kuşcuoğlu Kapak Tasarımı: Pegem Akademi Baskı: Vadi Grafik Tasarım ve Reklamcılık Ltd. Şti. İvedik OSB 88 Oto 3. Bölge Sok. No: 101 Yenimahalle/ANKARA ( ) Yayıncı Sertifika No: Matbaa Sertifika No: İletişim Karanfil 2 Sokak No: 45 Kızılay / ANKARA Yayınevi: Yayınevi Belgeç: Dağıtım: Dağıtım Belgeç: Hazırlık Kursları: İnternet: E-ileti: pegem@pegem.net

3 Erzurum Teknik Üniversitesi Fen Fakültesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü ( yılı) 4.sınıf öğrencileri

4 ÖN SÖZ Son yıllarda tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de kamuoyunun oldukça dikkatini çeken konu genetik mühendisliği ve bu teknik ile edilen genetiği değiştirilmiş organizmalardır. Bir canlının gen diziliminin değiştirilmesi ya da ona kendi doğasında bulunmayan farklı bir karakter kazandırılması yoluyla elde edilen canlı organizmalar hayatımızın bir parçası olmuş ve olmayada devam etmektedir. Bu denli yaygın olarak kullanılan Genetiği Değiştirilmiş Organizmaların kullanım alanları, faydaları ve riskleri ile bu organizmalarla yapılabilecek olan çalışmalar bilim adamlarını bu alana yönlendirmiş ve pek çok merak edilen konununda aydınlatılması sağlanmıştır. Hazırlanmış olan bu kitap Erzurum Teknik Üniversitesi Fen Fakültesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü ( yılı) 4.sınıf öğrencileri tarafından derlenmiştir. Bu kitap içerisinde Genetiği Değiştirilmiş Organizmaların tarihçesine, gelişim sürecine, kullanım alanlarına, güvenliğine, fayda ve risklerine, etik boyutuna objektif bir biçimde yer verilmiştir. Bu kitabın oluşturulmasında emeği geçen başta Erzurum Teknik Üniversitesi öğretim üyesi Yrd. Doç. Dr. İsmail Bezirganoğlu na ve Erzurum Teknik Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik son sınıf arkadaşlarımıza teşekkür ederiz. Moleküler Biyoloji ve Genetik Öğrencileri Adına Serap Karaman

5 BÖLÜMLER VE YAZARLARI 1. BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALAR (GDO) Cemre Yaşar Dilara Saraçoğlu Meryem Özperk Şuheda S. Aldemir 2. BÖLÜM BİYOTEKNOLOJİ Ayşe Kalaycı Berna Hukkamlı Beyza Reisoğlu Kübra Mısıroğlu Serap Karaman 3. BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARDA (GDO) ANTİBİYOTİK DİRENÇLİ MARKER GENLERİNİN KULLANILMASI Büşranur Akgül Hatice Avcı Nazan Budakoğlu Sema Özbek 4. BÖLÜM HERBİSİTLERE DAYANIKLI TRANSGENİK BİTKİLERİN GELİŞTİRİLMESİ Merve Demirbağ Merve Şimşek Neslişah Barlak 5. BÖLÜM BÖCEKLERE KARŞI DAYANIKLI TRANSGENİK BİTKİLERİN GELİŞTİRİLMESİ Merve Demirbağ Merve Şimşek Neslişah Barlak

6 viii Gene ği Değiş rilmiş Organizmalar ve Biyogüvenlik 6. BÖLÜM FUNGAL PATOJENLERE KARŞI TRANSGENİK BİTKİLERİN GELİŞTİRİLMESİ Hilal Sezer Kıymet Saz Yrd. Doç. Dr. İsmail Bezirganoğlu 7. BÖLÜM VİRÜSLERE DAYANIKLI TRANSGENİK BİTKİLERİN GELİŞTİRİLMESİ Aleyna Nalçaoğlu Damla Durular Feyza Sönmez 8. BÖLÜM BİTKİLERDE STRES FAKTÖRLERİ Meryem Coşkun Merve İdem Yrd. Doç. Dr. İsmail Bezirganoğlu 9. BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALAR VE HAYVANCILIK Büşra Küçükekmekçi Cansu Aksoy Gamze Alkan Recep Küçükdoğru Selman Muslu Tuğçe Toprak 10. BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARIN ÇEVRE VE BİYOÇEŞİTLİLİĞE ETKİSİ Aybüke Erol Büşra Yazıcılar Eda Güneş Esra Mesci Fatma Çiçek

7 İçindekiler ix 11. BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARIN SAĞLIK VE SOSYOEKONOMİK ETKİLERİ Handan Uğuz Tansu Kavalcı Zeynep Kurt 12. BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARIN ENDÜSTRİDE KULLANILMASI Beyzanur Aslantaş Büşra Budak Fatma Böke Özlem Bakır 13. BÖLÜM GENETİK YAPISI DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARIN (GDO) BELİRLENMESİ Burcu Beşik Burak Tilif Melisa Rabia Vural Ogün Gündüz 14. BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARIN MEVCUT DURUMU Burak Helvacı Esra Turgut Farika Nur Denizler Rabia Uyarıcı 15. BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARDA AVRUPA BİRLİĞİ MEVZUATI ve SÖZLEŞMELERİ Bayram Kaş Elif Işıl Yücel Fatih Genç Furkan Şahin Sinem Dal

8 x Gene ği Değiş rilmiş Organizmalar ve Biyogüvenlik 16. BÖLÜM TÜRKİYE DE BİYOGÜVENLİK MEVZUATININ TARİHSEL GELİŞİMİ Betül Balcı İsmail Ebinçli Mustafa Aktepe Mehmet Akif Köse 17. BÖLÜM TÜRKİYE DE GDO LARA TOPLUMSAL BAKIŞ Ayşe Üstün Ayşenur Saygılı Fatmanur Bostan Merve Şansaçar 18. BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARDA RİSK DEĞERLENDİRİLMESİ Berçem Dilan Hanoğlu Gizem Aksoğan Merve Ardahanlı Melih Şentürk Yusuf Şahin 19. BÖLÜM BİYOETİK VE SONUÇ Elif Hande Fındık Emre Gezer Servet Odabaşı

9 İÇİNDEKİLER Ön Söz...v Bölümler ve Yazarları...vii 1. BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALAR (GDO) 1.1 GİRİŞ GDO NUN TARİHÇESİ GDO NEDİR Genetik Mühendisliği ve Gen Klonlama Neden Gen Aktarılır?...6 Kaynaklar BÖLÜM BİYOTEKNOLOJİ 2.1 BİYOTEKNOLOJİ BİTKİ DOKU KÜLTÜRÜ Tarihçe Besiyeri ve Kültür Koşulları Sterilizasyon ve Kültür Koşulları KÜLTÜR ORTAMININ KOŞULLARI Kallus Ortamının Hazırlanması Embriyo Eldesi ve Ekimi KÜLTÜR TİPLERİ VE KULLANIMLARI Kallus Kültürleri İN VİTRO BİTKİ REJENERASYON YÖNTEMLERİ Organogenez Somatik Embriyogenez Sürgünlerin Köklendirilmesi Aklimizasyon...16

10 xii Gene ği Değiş rilmiş Organizmalar ve Biyogüvenlik 2.6 DOKU KÜLTÜRÜ TEKNİKLERİNİN KULLANIM ALANLARI Somaklonal Varyasyon Hücre Süspansiyon Kültürü Anter/Mikrospor Kültürü Protoplast Kültürü Embriyo Kültürü Meristem Kültürü GEN AKTARIM TEKNİKLERİ Doğrudan Gen Aktarım Teknikleri Biyolistik Gen Transferi (Partikül Tabancası ile Gen Aktarımı) Elektroporasyon ve PEG Aracılığıyla Transformasyon Mikroenjeksiyon Agrobacterium ile Gen Aktarım Tekniği...20 Kaynaklar BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARDA (GDO) ANTİBİYOTİK DİRENÇLİ MARKER GENLERİNİN KULLANILMASI 3.1 TANIMLAR Gen Teknolojisi Nedir? Seçilebilir Marker Nedir? Antibiyotiğe Dirençli Marker Genler Marker Olarak Kullanılan Antibiyotik Direnç Genleri ANTİBİYOTİKLER VE ANTİBİYOTİK DİRENCİ Antibiyotik nedir? Antibiyotiklerin Kullanım Alanları Antibiyotik Direncinin Mekanizması Antibiyotik Direncinin Halk Sağlığına Etkileri Antibiyotik Direnci Azalır mı? GIDALARDA ANTİBİYOTİK DİRENÇLİ MARKER GENLER Marker Genler ve Ürünlerinin Potansiyel Sağlık Açısından Değerlendirilmesi Antibiyotik Direnç Genleri ve Gıda Güvenliği...30

11 İçindekiler xiii 3.4. İNSANLARDA HORİZANTAL GEN GEÇİŞLERİ Ağız Mikroorganizmalarına Potansiyel Gen Geçişleri Bağırsak Epitelyal Hücrelerine veya Mikroorganizmalarına Potansiyel Gen Geçişleri Gen Ürünleriyle Antibiyotiklerin İnaktivasyonu BAKTERİLERDE HORİZONTAL GEN GEÇİŞ MEKANİZMALARI Transdüksiyon Konjugasyon Transformasyon EKOLOJİK SORUNLAR Antibiyotik Dirençliliği Pleiotropik Etkiler Bir Herbisit Olarak Antibiyotiğin Kullanılması Çevredeki Horizontal Gen Transferi ANTİBİYOTİK DİRENÇ MARKER GENLERİNDE ALTERNATİF STRATEJİLER Seçilebilir Bir Markerın Özellikleri Seçilebilir Bir Marker Seçimi Antibiyotik Direnç Marker Genlerinin Dezavantajları Herbisit Direnci Metabolik Markerlar...42 Kaynaklar BÖLÜM HERBİSİTLERE DAYANIKLI TRANSGENİK BİTKİLERİN GELİŞTİRİLMESİ 4.1 GİRİŞ HERBİSİTLER VE ETKİ MEKANİZMALARI HERBİSİTLERE DAYANIKLI BİTKİ ELDE EDİLMESİ Hedef Molekülün Modifikasyonu Hedef Molekülün Fazla Üretimi Etken Maddenin Detoksifikasyonu FOSFONİTRİSİN N-ASETİLTRANSFERAZ (PAT VE BAR)...52 Sonuç...53 Kaynaklar...54

12 xiv Gene ği Değiş rilmiş Organizmalar ve Biyogüvenlik 5. BÖLÜM BÖCEKLERE DAYANIKLI TRANSGENİK BİTKİLERİN GELİŞTİRİLMESİ 5.1 GİRİŞ BACİLLUS THURİGİENSİS δ-endotoksinleri Bt proteini ve etki mekanizması BT GENİ TAŞIYAN TRANSGENİK BİTKİLER DİĞER İNSEKTİSİDAL AKTİVİTE GÖSTEREN PROTEİNLER Proteinaz inhibitörleri Lektinler Alfa Amilaz İnhibitörleri Kitinaz Kolesterol Oksidaz Avidin Diğer Stratejiler...64 Sonuç...64 Kaynaklar BÖLÜM FUNGAL PATOJENLERE KARŞI TRANSGENİK BİTKİLERİN GELİŞTİRİLMESİ 6.1 GİRİŞ BİTKİ BİYOTEKNOLOJİSİ VE FUNGAL HASTALIKLARLA MÜCADELE BİTKİNİN PATOJENLERE KARŞI SAVUNMA SİSTEMİ BİTKİLER ÜZERİNDE HASTALIĞA DAYANIKLI GEN MEKANİZMASI Patojenle ilgili Proteinler Antifungal Proteinler Fitoaleksinler Antimikrobiyal Proteinler Bitki Ribozim İnaktif Proteinler ve Diğer Peptitler...73

13 İçindekiler xv Direnç Genleri (R) Fitotoksik Metabolitlerin Degredasyonu...74 Sonuç...74 Kaynaklar BÖLÜM VİRÜSLERE DAYANIKLI TRANSGENİK BİTKİLERİN GELİŞTİRİLMESİ 7.1 GİRİŞ BİTKİ VİRÜSLERİ PATOJEN KAYNAKLI DAYANIKLILIK (PDR) Protein Kaynaklı Dayanıklılık Replikaz Yoluyla Dayanıklılık RNA Kaynaklı Dayanıklılık PATOJEN OLMAYANDAN TÜRETİLMİŞ (ELDE EDİLMİŞ) DİRENÇLİ TRANSGENİK BİTKİLER Post-Transkripsiyonel Susturucu Genler (PTGS) BİTKİ HASTALIK DİRENÇ GENLERİ Dominant Dayanıklılık Genleri Resesif Dayanıklılık Genleri RİBOZİM İNHİBE EDİCİ PROTEİNLER (RIP) DİĞER GENLER PROTEAZ İNHİBİTÖRLERİ İNTERFERON BENZERİ SİSTEMLER...86 Kaynaklar BÖLÜM BİTKİLERDE STRES FAKTÖRLERİ 8.1 GİRİŞ Stres Kavramı Stres Faktörleri (Stresörler) Bitkilerde Strese Bağlı Oluşan Fazlar Bitkilerde Strese Karşı Oluşan Tepkiler...91

14 xvi Gene ği Değiş rilmiş Organizmalar ve Biyogüvenlik 8.2 SICAKLIK STRESİ Soğuk Stresi Don Stresi SU STRESİ Kuraklık Stresi Su Taşkını stresi Tuzluluğa Bağlı Olarak Su Stresi (Tuz Stresi) IŞIK ve UV IŞINLARININ STRESİ ANTROPOGENİK STRES Ağır Metal Stresi Havada Bulunan Kirleticiler OKSİDATİF STRES MOLEKÜLER YANIT Kaynaklar BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALAR VE HAYVANCILIK 9.1 GİRİŞ RUMİNANT (SIĞIR, KOYUN, KEÇİ, VB) HAYVANLARDA GDO KULLANIMI KANATLI HAYVANLARDA GDO KULLANIMI PETLERDE (KEDİ,KÖPEK vb.) GDO KULLANIMI SON YILLARDA YAPILAN ÇALIŞMALARDA GDO VE HAYVANCILIK İLİŞKİSİ Kaynaklar BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARIN ÇEVRE VE BİYOÇEŞİTLİLİĞE ETKİSİ 10.1 ÇEVREYE ETKİSİ Çevresel Kaygılar Çevresel Faydaları Genetiği Değiştirilmiş Organizmaların Sağlık Üzerine Etkisi Potansiyel yararlar

15 İçindekiler xvii Potansiyel riskler GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALAR VE BİYOÇEŞİTLİLİĞE ETKİLERİ Kaynaklar BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARIN SAĞLIK VE SOSYOEKONOMİK ETKİLERİ 11.1 GDO'NUN SAĞLIK ÜZERİNE ETKİLERİ SAĞLIK ÜZERİNE YARARLARI İçeriğinin Zenginleşmesi ve Besin Miktarının Artması Besinlerde Alerjenitenin Azaltılması Aşılama Yapmak İçin Besinlerin Kullanılması Tedavi Amacıyla Besinlerin Kullanılması Herbisit ve Pestisitlein Kullanımındaki Azalmaya Bağlı Yararlar SAĞLIK ÜZERİNE ZARARLARI Besin Kalitesindeki Değişiklik ve Gıda Güvenliği Alerjik Reaksiyonlar ve Toksik Etkiler Gen Patentleme ve Terminatör Teknolojisinin Etkileri GDO'ların Tehlikeleri Nelerdir? GDO NUN SOSYAL ETKİLERİ Çeşitli Grupların Kaygıları ve Dini, Kültürel ve Etik Kaygılar GDO Açlığa Çare midir? GDO'ların Tarım ve Çiftçiye Etkileri Dünya GDO Düzenlemeleri GDO'NUN EKONOMİK ETKİLERİ Dünyada GDO Pazarı GDO'nun Ekonomiye Genel Etkileri Ülkemizde GDO ile İlgili Politikalar Sosyal ve ekonomik açıdan daha fazla getiri sağlamak için ihtiyaçlarımız doğrultusunda strateji ve yol haritasının belirlenmesi Biyoteknolojide AR-GE ve ürün ticarileştirilmesi için üniversite ve sanayi işbirliği desteklenmeli GDO ların Gıda Dışında Kullanımı: Biyoyakıtlar Kaynaklar

16 xviii Gene ği Değiş rilmiş Organizmalar ve Biyogüvenlik 12. BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARIN ENDÜSTRİDE KULLANILMASI 12.1 GİRİŞ Bio-Fabrikalarda Kullanımı Endüstriyel Kullanım GIDA SANAYİSİNDE KULLANIM ALANLARI BESİNSEL ÖZELLİKLERİN GELİŞTİRİLMESİNDE KULLANIMI KOZMATİK SANAYİNDE KULLANILMASI GDO İÇEREN MUHTEMEL BİLEŞENLER Kaynaklar BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARIN (GDO) BELİRLENMESİ 13.1 GİRİŞ DNA'YA DAYALI YAKLAŞIM PROTEİNE DAYALI YAKLAŞIM GDO TESPİTİNDE KULLANILAN DİĞER ANALİZ YÖNTEMLERİ Canlı Ortamda Test Yöntemi (Bioassay) DNA Çip Tekniği (mikroarray) Near Infrared Imaging- Yakın Kızılaltı Resimleme (NIR) Yöntemi Kalitatif Sistemler Tarama Yöntemleri Gene Özgü Yöntemler Gen Yapısına Özgü Yöntemler Vakaya Özgü Yöntemler Kantitatif Sistemler Kaynaklar

17 İçindekiler xix 14. BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARIN MEVCUT DURUMU 14.1 GİRİŞ GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ÜRÜN VE YİYECEKLER DÜNYADA NEREDE DÜNYADA YETİŞTİRİLEN GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ÜRÜNLER Genetiği Değiştirilmiş 4 Ürün Genetiği Değiştirilen 2 özellik Ülke ULUSLAR ARASI TARIMSAL BİYOTEKNOLOJİ EDİNME PROGRAMI (ISAAA) DÜNYADA GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ÜRÜNLERİN BENİMSENMESİ Dünyada GD Gıdalar ve Ürünler Bakımından Kanada Ne Durumda? GENETİĞİ DEĞİŞTİRLMİŞ GIDALARDAN HANGİLERİNİ TÜKETİYORUZ? GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ BİTKİLER NASIL YETİŞİYOR VE FİYAT NE KADAR? KANADA DA GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ DÖRT BİTKİ Kanada'da Genetiği Değiştirilmiş Kanola Kanada'da Genetiği Değiştirilmiş Mısır Genetiği Değiştirilmiş Süt Mısır Kanada'da Genetiği Değiştirilmiş Soya Kanada'da Genetiği Değiştirilmiş Şeker Pancarı GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ÜRÜN VE GIDALARIN KANADA PİYASASINDAKİ DURUMU Sığır Büyüme Hormonu Genetiği Değiştirilmiş Domates Genetiği Değiştirilmiş Patates Genetiği Değiştirilmiş Keten Genetiği Değiştirilmiş Buğday Genetiği Değiştirilmiş Domuz GELECEKTE GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ÜRÜN VE GIDALARDA NE OLABİLİR?

18 xx Gene ği Değiş rilmiş Organizmalar ve Biyogüvenlik Genetiği Değiştirilmiş Balık Genetiği Değiştirilmiş Elma Genetiği Değiştirilmiş Yüksek Oleikli Soya Fasulyesi Genetiği Değiştirilmiş Buğday Genetiği Değiştirilmiş Yonca SONUÇ Dünyadaki Genetiği Değiştirilmiş Ürünler ve Gıdalar Nerededir? Kanada daki Genetiği Değiştirilmiş Ürünler ve Gıdalar Nerededir? Politik Öneriler Kaynaklar BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARDA AVRUPA BİRLİĞİ MEVZUATI VE SÖZLEŞMELERİ 15.1 GİRİŞ BİYOGÜVENLİK KAVRAMI BİRLEŞMİŞ MİLLETLER BİYOLOJİK ÇEŞİTLİLİK SÖZLEŞMESİ CARTAGENA PROTOKOLÜ AVRUPA BİRLİĞİ GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMA GÜNCEL BÜLTENİ VE AB KANUNLARI Kaynaklar BÖLÜM TÜRKİYE DE BİYOGÜVENLİK MEVZUATININ TARİHSEL GELİŞİMİ 16.1 AMAÇ, KAPSAM VE TANIMLAR TEMEL ESASLAR Kaynaklar

19 İçindekiler xxi 17. BÖLÜM TÜRKİYE DE GDO LARA TOPLUMSAL BAKIŞ 17.1 GİRİŞ Türkiye de GDO lara Karşı Gerçekleştirilen Başlıca Faaliyetler GDO ve Anket GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ BİTKİSEL ÜRÜNLERE YÖNELİK TÜRKİYE DE SEKTÖREL ANALİZ GDO lu Bitkilerin Kontrol Edilmesi Kaynaklar BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARDA RİSK DEĞERLENDİRMESİ 18.1 BİYOLOJİK ÇEŞİTLİLİK VE ÇEVRESEL RİSKLER GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALARIN İNSAN SAĞLIĞI ÜZERİNDEKİ RİSKLERİ Alerji Üzerine Etkisi Toksisite Üzerine Etkisi Besin Kalitesindeki Değişiklik ve Gıda Güvenliği Genetiği Değiştirilmiş Gıdaların Etiketlenmesiyle İlgili Kaygılar GDO NUN SOSYO-EKONOMİK RİSKLERİ Genetik Kullanımı Sınırlayıcı Teknolojiler (Terminatör Teknolojisi) Dini, Etik ve Kültürel Kaygılar Kaynaklar BÖLÜM BİYOETİK VE SONUÇ 19.1 ETİK Etiğin Tarihsel Gelişimi BİYOETİK Biyoteknolojinin Uygulama Alanları ve Sağladığı Faydalar Tıbbi Biyoteknoloji

20 xxii Gene ği Değiş rilmiş Organizmalar ve Biyogüvenlik Çevre Biyoteknolojisi Endüstriyel Biyoteknoloji Hayvan Biyoteknolojisi ve Tarımsal Biyoteknoloji Biyoteknolojinin Olası Riskleri Bitkilerde Biyoteknoloji ve cry Örneği Ahlaki Kaygılar Embriyolar ve İnsanlik Sorusu Genetik Bilgi SONUÇ Kaynaklar YAZARLAR HAKKINDA

21 1. BÖLÜM GENETİĞİ DEĞİŞTİRİLMİŞ ORGANİZMALAR (GDO) 1.1 GİRİŞ Genetiği Değiştirilmiş Organizmalar ile ilgili bilim ve teknolojilerin başlangıcı medeniyetlerin gelişim sürecine bağlı olarak tarihin derinliklerinde yerini bulmuştur. Yaklaşık yıl önce insanoğlu medeniyetler kurarken ve geliştirirken organik ihtiyaçlarını karşılamak için hayvanları ve bitkileri kültüre almaya başlamışlardır (Drewes 1993). Eski ve yeni dünya ile ilgili ilk yazıtlarda, kültüre alınan bitki ve hayvan populasyonları içerisinde gözleme dayalı verim ve kalite yönünden seleksiyonların yapıldığı bilinmektedir. Tarımsal üretim ile ilgili geliştirilen metotların akabinde çeşitli toplumların endüstrileşmesi ile mikroorganizmaların tanılanması ve kültüre alınma yöntemleri geliştirilmiştir. Özellikle gıda sektöründe mikroorganizmaların seçilerek klasik fermantasyon endüstrisinde kullanılması (şarap, maya, peynir, yoğurt ve sos üretimi gibi) ilk biyoteknolojik uygulamaların bilinen örnekleridir (Budd 1993) lı yıllarda Mendel in bitki genetiğine yönelik buluşlarının (Mendel 1866, Bateson 1902) bitki ıslahında kullanımı tarihte yeşil devrim (green-revolution) adı verilen gelişmelerin önünü açmış ve yeni hibrit ve/veya bitki genotiplerinin geliştirilmesinde önemli katkılar sağlamıştır (Budd 1991). Dünya nüfusunun hızla artmasıyla birlikte açlık sorunu giderek artmaktadır. Bu sorunu engellemek adına 1940 larda Yeşil devrim olarak adlandırılan bir proje gün yüzüne çıkmıştır. Bu proje açlık sorununa umut ışığı olmuştur. İlk olarak Amerikalı biyolog Norman Borlaug; enerjisini, yenilmeyen uzun sapları yerine tanesine aktaran yarı bodur bir buğday çeşidi ıslah etmiştir. Sonuç olarak hektar

22 2 Gene ği Değiş rilmiş Organizmalar ve Biyogüvenlik başına daha fazla tahıl alınmıştır. Yeşil devrim temelde üç önemli ürün; buğday, mısır ve pirinç üzerine yoğunlaşmıştır. Yüksek Verimlilikteki Çeşitler olarak adlandırılan bu ürünler, diğer çeşitlere kıyasla daha fazla suni gübre tüketebiliyor, böylece erken hasat edilebilmişti. Bu da tarım üretimini neredeyse mevsimsellikten arındıran önemli bir gelişme olarak kabul edilmiştir. Yeşil devrim, genetik biliminde meydana gelen gelişmelerin bitki ve hayvan ıslahında yaygın olarak kullanılması, yüksek verimli bitki çeşit ve hayvan ırklarının geliştirilmesine olanak sağlamıştır. Bunun yanı sıra tarımda mekanizasyonun gelişmesi, kimyasal gübre kullanımının yaygınlaşması, hastalık ve zararlıların neden olduğu kayıpların kimyasal mücadele ilaçları ile önlenmesi ya da en az düzeye indirilmesi, bitkisel üretimde sulama sistemlerinin yaygınlaştırılması, ikinci dünya savaşından sonra bitkisel ve hayvansal üretimde %100 ü aşan artışlara yol açmıştır. Bunun sonucunda özellikle gelişmiş ülkelerde üretim fazlası oluşmuştur lardan 1990 lara kadar, Asya kıtasındaki çeltik ve buğday verimliliği ikiye katlanmış, kıta nüfusu %60 oranında artmış olsa da tahıl fiyatları yine de düşmüş ve yoksulluk oranı yarı yarıya azalmıştır. Bu yeni gelişmeler kısa sürede Türkiye de ve diğer gelişmekte olan ülkelerde de yerini almış ve genelde yerel nüfusun ihtiyacı olan gıda maddeleri üretiminde yeterlilik sağlanmıştır. Bu gelişmelerin yanında, zaman geçtikçe Yeşil devrimin zararları da ortaya çıkmıştır. Gelişmiş ülkelerde tarımsal alanların artırılması sonucu ekolojik dengenin bozulduğu, aşırı kimyasal gübre kullanımından kaynaklanan çevre kirliliğinin arttığı ve hayvancılıkta kullanılan büyüme hormonunun insan kanında ortaya çıktığı ve bazı hastalıklara neden olduğu gözlemlenmiştir. Nüfusun hızla arttığı gelişmekte olan ülkelerde de durum pek de iç açıcı değildir. Nüfus baskısı nedeniyle tarım alanı açmak için tropik yağmur ormanlarının yakıldığı, suların kirlendiği, toprakların çoraklaşıp çölleşmenin hızla arttığı görülmektedir. Ancak, tarımsal alanların böyle sağlıksız biçimde artması tarımsal üretimin sürdürülebilir şekilde artırılmasına ve bu yörelerdeki insanların gıda ihtiyacını karşılamaya yetmemiştir (Sofa, 2004). Dolayısı ile artan nüfusu besleyecek miktarda üretim için ekilebilir alanların genişlemesi değil, birim alandan alınan ürün miktarının artırılması gerekmektedir. Bu da, Nobel ödüllü tek bitki bilimci olan Norman Borlaug a göre buğday ve mısır gibi tahıllarda verimin % 80 artırılması demektir (Borlaug, 2003). Geleneksel biyoteknoloji bu sorunlara çözüm bulma amacıyla yeni araçların geliştirilmesine odaklanmıştır. Bu gelişmeler bilim adamlarını Genetiği Değiştirilmiş Organizmalara yönlendirmiştir.

23 Gene ği Değiş rilmiş Organizmalar (GDO) GDO NUN TARİHÇESİ Geleneksel biyoteknoloji uygulamalarında devrim niteliğinde bir değişim 20. yüzyılın ortalarında yaşanmıştır yılında DNA molekülünün yapısının ve fonksiyonunun aydınlatılması (Watson ve Crick 1953) ile bilim insanlarının DNA üzerinde değişiklikler oluşturarak farklı organizmaların geliştirilmesi ve üretilmesine yönelik çalışmaları hız kazanmıştır. Moleküler Biyoteknoloji ve Gen Teknolojisindeki gelişmeler ve araştırmalar sonucunda; bilinen ilk GDO 1973 yılında üretilmiş bir bakteridir. Orijinal olarak bir E. coli bakterisi olan bu bakteriye dışarıdan Salmonella genleri eklenmiştir. Böylece bakterinin daha önce hiç sahip olmadığı özellikleri geliştirebilmesi sağlanmıştır. Başlangıçta, güvenlik sorunları bir GDO ile laboratuvarda çalışanlar için endişe uyandırmıştır. Daha sonra rekombinat organizmaların silah olarak kullanılabileceği endişesinin ortaya çıkması sadece bilim adamları arasında olan tartışmaların halka yayılmasına neden olmuştur yılında, Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) tarafından bu sorunlardan bazılarını ele almak için Rekombinant DNA Danışma Komitesi kurulmuştur. Artan tartışmalar, ilgili kişiler tarafından 1975 yılında düzenlenen Asilomar Konferansı na taşınmıştır. Bu konferanstan çıkan ana karar, hükümetlerin bu teknolojilerin güvenli olduğu kesinleşene kadar GDO üretimini sıkı denetim altında tutmasıdır. Buna bağlı olarak, Dünya üzerindeki ilk GDO üretici firma olan Genentech, 1978 yılında Herbert Boyer tarafından kurulmuştur. Piyasaya hızla giriş yapan bu firma, GDO teknolojisini kullanarak insanlığın en büyük sorunlarından birine çözüm üretmiştir. E. coli bakterisinin genlerini değiştirerek insülin üretebilmelerini sağlamıştır. Bu sayede insanlığa sınırsız insülin üretimi sağlamış ve bu çalışmaları Boyer e Ulusal Bilim Madalyası nı getirmiştir yılında; ABD Yüksek Mahkemesi genetik olarak değiştirilmiş mikroorganizmaların patentlenebileceğine karar vermiştir. (petrol yiyen bakteri için patent verilmiştir.) 1982 yılında; rekombinant DNA teknolojisi ile üretilmiş insülin hormonu Amerikan Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) izniyle satışa sunulmuştur. Avrupa da rekombinant DNA teknolojisi ile üretilmiş ilk hayvan aşısının kullanımı onaylanmıştır. Ayrıca 1982 de ilk transgenik hayvan (fare) yapılmıştır yılında; genetiği değiştirilmiş plazmidler bitkilerin transformasyonu için kullanılmıştır yılında; böcek, bakteri ve virüslere dirençli bitkilerin toprakta yetiştirilmesi çalışmaları başlamıştır.

24 4 Gene ği Değiş rilmiş Organizmalar ve Biyogüvenlik 1986 yılında; Rekombinant DNA Güvenlik İle İlgili Hususlar olarak adlandırılan Ekonomik İşbirliği ve Kalkınma Örgütü (OECD) tarafından bir belge yayımlanmıştır. Bu belge; GDO ların kullanımı çevreleyen sorunları gidermek için ilk hükümetler arası belge oldu ve dünya çapında halk taleplerıni karşılayan genetiği değiştirilmiş organizmaların test ve etiketlemelerini denetlemektedir. Ayrıca yine 1986 yılında ilk rekombinant aşı (sarılık, Hepatit B) üretilmiştir yılında; ABD de peynir üretimi için Rekombinant kimozin kullanılmaya başlanmıştır yılında; genetik mühendisliği ile geliştirilmiş ilk domates Dünya Gıda Örgütü tarafından kabul edilmiştir yılında; genetik olarak değiştirilmiş bitkiler ticari amaçla büyük ölçekte ekilmeye başlanmıştır yılında; koyun (Dolly) klonlanmıştır yılında; Altın pirinç (provitamin A üreten pirinç) geliştirilmiştir li yıllardan günümüze kadar olan süreçte ise GDO lu ürünlerin üretiminde büyük bir artış görülmüştür. Bu hususta biyoteknolojik olarak genetiği değiştirilmiş tarımsal ürünlerinin üretiminin çoğu ABD, Çin, Kanada, Arjantin, Brezilya ve Hindistan bünyesindedir. GDO lu tarımsal ürün üretiminin tohum piyasası günümüzde 60 milyar dolar civarında iken transgenik bitkilerin tüm dünyadaki ekim alanı ise yaklaşık 134 milyon hektar düzeyindedir. Bu alanda üretimi en fazla yapılan transgenik bitkiler ise sırasıyla soya fasulyesi, mısır, pamuk ve kanola olmuştur. Günümüzde genetik mühendisliği veya rekombinant DNA teknolojileri kullanılarak GDO ların (mikroorganizma, bitki veya hayvan) çok çeşitli alanlarda (özellikle sağlık, tarım veya gıda sektöründe) kullanılması ve aynı zamanda toplumsal kabul görmesi yeni bir biyoteknoloji (Modern Biyoteknoloji) endüstrisinin oluşumuna neden olmuştur. 1.3 GDO NEDİR? Günümüze kadar klasik ıslah yöntemleri kullanılarak yüksek verimli bitki çeşitleri ve hayvan genotipleri geliştirilmeye çalışılmıştır. Ancak, ıslah çalışmalarının çok uzun zaman alması, maliyetli olması ve başarının hedeflenen düzeylere tam olarak ulaşamaması genetik bilimini sürekli yeni arayışlara sürüklemiştir. Son yıllarda ise gelişen genetik mühendisliği ve gen teknolojisindeki uygulamalar ile organizmaların genetik yapılarındaki değişimler başarıyla sonuçlanmıştır.

25 Gene ği Değiş rilmiş Organizmalar (GDO) 5 Canlı organizmaların yapı birimi olan hücrede genom yani paketlenmiş kromozomlar bulunur. Bu kromozomların içinde ise organizmaya özgü çeşitli gen dizilimlerinden oluşan DNA sarmalı bulunur. İşte bu gen diziliminin değiştirilmesi ya da dışarıdan gen aktarılması ile oluşan ürünlere GDO lu ürünler denir. İngilizce de Genetically Modified Organism (GMO) olarak tanımlanan bu teknoloji ile elde edilen hayvanlara transgenik hayvanlar, bitkilere ise transgenik bitkiler denilmektedir. Bu işlem sırasında aktarılan gene ise transgen denir Genetik Mühendisliği ve Gen Klonlama: Genetik mühendisliği, canlıların kalıtsal özelliklerinin araştırılması ve bunlara yeni özelliklerin kazandırılmasına yönelik araştırma ve uygulamalarla uğraşan bilim dalı olup etki alanı geniştir. Genlerin tanımlanması, yalıtılması, çoğaltılması, aynı veya farklı canlı türleri arasında gen aktarımının yapılması genetik mühendisliğinin başlıca çalışma konularıdır. Günümüzde genetik mühendisliğindeki yeni ve hızlı gelişmeler birçok alanda başarıyla uygulanmaktadır. Gen klonlanması ile klonlanmış bir genin söz konusu özelliği, bulunduğu organizmadan tamamıyla farklı bir organizmada işlev yapabilmekte ve ürün elde edilmektedir. Doğal olarak oluştuğu organizmadan elde edilebilen, fakat hazırlanması zor ve pahalı olabilen önemli ilaç ve hormonların sentezini kontrol eden genler, bakterilere ya da başka bir organizmaya yerleştirilerek istenilen miktarda ürün kolayca elde edilebilmektedir. Genetik mühendisliği ya da rekombinant DNA teknolojisi genel tanımı ile in vitro moleküler yöntemler kullanılarak DNA fragmentlerinin izolasyonu ve manipülasyonudur. Bu teknolojinin en uygulamalarından birisi gen klonlamasıdır. Gen klonlanması genel olarak bir genin kromozomdaki orijinal yerinden alınıp vektör adı verilen küçük DNA moleküllerin bağlanması ve böylece oluşan rekombinant molekülün (bakteri gibi) bir canlı hücreye transfer edilmesidir. Vektör yeni bir hücrede hızlı bir şekilde çoğalırken buna bağlanmış genin de çok sayıda kopyası yapılmış olmaktadır. Bu teknoloji genetik hastalıkların erken tanısında, rekombinant aşı yapımı ve başka canlılardan gen transferi yoluyla transgenik bitki ve hayvan yapılması gibi birçok uygulaması bulunmaktadır. Son 20 yıldır gen teknolojisinde kaydedilen hızlı gelişme canlıların genom analizi ile ilgili çalışmalarda da önemli ilerlemelere neden olmuştur de bir bakteri olan Heamophilus influenza genomunun haritasının çıkarılmasıyla başlayan bu çalışmalar son olarak 2000 yılının ortalarında insan genom haritası ve gen dizilerinin çıkarılmasına kadar gelmiştir. İnsan genomunun çözümlenmesiyle genlerin ve fonksiyonların tanımlanması yolunda önemli bir adım atılmıştır. Bu bilgiler ışığında, genlerdeki mutasyonların kanser, kalp hastalıkları, diyabet