e
sv

Gerçekten Sandığın Kişi Misin?

avatar

Başak Arya Gençler

  • e 1

    Mutlu

  • e 0

    Eğlenmiş

  • e 0

    Şaşırmış

  • e 0

    Kızgın

  • e 0

    Üzgün

Herkese selam, nasılsınız?

Umarım iyisinizdir, ben de iyiyim teşekkürler. Bu hafta sizlerle sizinle CRISPR’ın ne olduğunu anlatmak ve bunu anladığınızdan emin olduktan sonra son birkaç haftadır gündemde olan CRISPR-CAS9’ın ne olduğunu anlatmak istiyorum.

Konuya giriş yapmadan önce hayvan-insan- ve bitki hücrelerinde yapılan CRISPR’ın %100 aynı olmadığını belirtmek istiyorum. Bunu göz önünde bulundurarak analiz etmenizi öneririm.

CRISPR Nedir?

 CRISPR kısaca DNA arşividir. Teknik olarak gen düzenlenmesi olayına denir. Düzenlenecek olan bu genleri bulmak için DNA arşivine uğramamız gerekiyor. Şu olaya bir açıklık getirelim önce;  Virüsler bakterilerin üzerine yerleşiyor, bakterinin dış cephesini delerek içeriye kendi DNA’sını bırakıyor. bu sayede bakteri hücresini ele geçirecek, ve onu kendisi gibi virüsleri üretmek için bir fabrika niyetine kullanacak. Yalnız bu her zaman işe yaramıyor. Nadiren bazı bakteriler bu virüs saldırılarından kurtulmayı başarabiliyorlar. Evet, içlerine virüs DNA’sını verdi ama bakteriyi ele geçiremedi. bakteri kardeşimiz; virüsün DNA’sını alıyor ve arşivine koyuyor. Bu arşivin adı CRISPR.

 

BAKTERİLER BU KEZ DE İŞE YARADI!

CRISPR kelime olarak bakteri DNA’sında virüs genetik materyali içeren kısmı ifade ediyor. Peki bakteri DNA’sında virüs genlerinin ne işi olabilir? Bunu insanın savunma sistemini de katarak anlatacak olursak: Bizim vücudumuzdaki kazanılmış bağışıklığın temeli olan lenfosit türleri bir hastalık etmeniyle ilk karşılaşmadan sonraki tekrarlayan enfeksiyonlarda ilk enfekte olma sürecine göre daha kısa sürede tepki verip bünyenin sağlığına kavuşmasını sağlıyor.

Şüphesiz DNA’nın düzenlenmesi gibi hayati bir konuda rastgele bir durum söz konusu olamaz. Bakteri hücresinde de kesilecek DNA bölümü crRNA denilen bir RNA türüne işleniyor. Ardından hedef bölgeye giden crRNA, tracrRNA’yı aktifliyor ki böylece işlem gerçekleşmeye başlıyor. Pasta yapılırken nasıl tarife göre işlemler gerçekleştiriliyorsa sistem de bu RNA’daki kodlara göre gerekli DNA bölgesini kesip yerine virüs RNA’sını yerleştiriyor.

Bu ilk olarak Rodolphe Barrangou ve bir gıda maddeleri şirketi olan Danisco’daki bir araştırmacı ekibi tarafından deneysel olarak gösterilmiştir. Science dergisinde yayınlanan 2007 tarihli bir makalede, araştırmacılar, yoğurt ve diğer süt kültürlerinde yaygın olarak bulunan Streptococcus thermophilusbakterilerini model olarak kullandılar. Bir virüs saldırısından sonra CRISPR bölgesine yeni ara parçaların dahil edildiğini gözlemlediler. Dahası, bu ara parçaların DNA dizisi virüs genomunun bölümleriyle aynıydı. Ayrıca, onları çıkararak veya yeni viral DNA dizileri ekleyerek Ara parçaları manipüle ettiler. Bu şekilde, bakterilerin belirli bir virüs tarafından saldırıya karşı direncini değiştirebildiler. Bu nedenle, araştırmacılar crısprs’ın bakteriyel bağışıklığın düzenlenmesinde rol oynadığını doğruladı.

CRISPR RNA (crRNA): bir aralayıcı dahil edildikten ve virüs tekrar saldırdıktan sonra, CRISPR’NİN bir kısmı crıspr RNA’ya veya “crrna’ya” kopyalanır ve işlenir.”CRISPR’NİN nükleotid dizisi, tamamlayıcı bir tek iplikli RNA dizisi üretmek için bir şablon görevi görür. Science dergisinde yayınlanan Jennifer Doudna ve Emmanuelle Charpentier tarafından yapılan bir 2014 incelemesine göre, her bir crRNA bir nükleotid tekrarı ve bir boşluk kısmından oluşur.

Şimdi 2017’den beri yükselişte olan ve bilim insanlarının ağzından düşmeyen CRISPR Cas-9 nedir buna değinelim. Öncelikle CRISPR’ın ne olduğunu artık biliyoruz değil mi? Şimdi biraz Cas-9 nedir, bundan kısaca (çok kısa, söz) bahsedelim ve yavaş yavaş özetleyip bu konuyu noktalayalım.

 

Çok değerli Vikipedi demiş ki;  Cas-9, bazı bakterilerin DNA virüslerine ve plazmitlere karşı immünolojik savunmasında hayati bir rol oynayan 160 kilodaltonluk bir proteindir ve genetik mühendisliği uygulamalarında yoğun bir şekilde kullanılmaktadır. Ana işlevi DNA’yı kesmek ve böylece bir hücrenin genomunu değiştirmektir. Başka bir makalede ise şöyle tanımlanmış; Genomun belirli yerlerinden iki DNA iplikçiğini kesebilen “moleküler bir makas” görevi görür. Böylece DNA parçaları eklenebilir veya çıkarılabilir.

Rehber RNA (İng. guide RNA – gRNA) denilen bir RNA parçası: Daha uzun bir RNA iskeletin içindeki, önceden tasarlanmış küçük (yaklaşık 20 bazlık) bir RNA diziliminden oluşur. Uzun RNA iskeleti DNA’ya bağlanır ve önceden tasarlanmış dizilim Cas9’un genomun doğru noktasına gitmesine rehberlik eder. Böylece Cas9 enzimi doğru yerleri keser.

  • Rehber RNA, DNA’daki belirli bir dizilimi bulup bağlanmak için tasarlanır. Rehber RNA, genomdaki hedef DNA diziliminin bütünleyici RNA bazlarına sahiptir. Bunun anlamı, en azından kuramsal olarak, rehber RNA’nın genomda sadece hedef dizilime bağlanacağı demektir.
  • Cas9 rehber RNA’yı izleyerek, DNA’da ilgili yere gider ve DNA’nın iki iplikçiğinde de kesik oluşturur.
  • Bu aşamada hücre DNA’nın hasar gördüğünü fark eder ve onarmaya çalışır.
  • Bilimciler DNA onarım mekanizmasını kullanarak, ilgilendikleri hücrenin bir ya da birden fazla geninde değişiklik yapabilirler.

(Aynı bu görselde gözüktüğü gibi, cas-9 enzimi DNA’nın belirlenen bölgesini böyle keser.)

 

Uzun sözün kısası, çaresi henüz olmayan çoğu hastalığa karşı bağışıklı bir gelecek hayal ediliyor. Süper insanlar, kusursuz DNA’lar ve mükemmel (!) bir toplum…

Siz bu konu hakkında ne düşünüyorsunuz? Hastalık olmayan bir dünya çok çok daha güzel olurdu elbette ki, fakat ya bu yöntem kötü şeylere alet edilirse?

Geçtiğimiz günlerde yukarda bahsettiğim iki güzel kadın 2020 Nobel Kimya ödülünü aldılar. Bu ödül, Biyoloji, Kimya ve Tıp için büyük bir gelişme.

 

Aklınızda bir görsel canlandırmak isterseniz, DNA sarmalını kesen bir makas hayal edebilirsiniz. Bebeklerin oynadıkları şekiller vardı hatırlar mısınız? Bir küpün üzerinde üçgen, daire, yıldız gibi boşluklar olurdu ve bebekler doğru şekilleri doğru deliğe yerleştirmeye çalışırlardı. Yıldız şeklini üçgen boşluğuna sokmaya zorlarsanız ortaya genetik bir bozukluk çıkıyor ve bu yöntem burada devreye giriyor. Üçgen boşluğuna yapışmış yıldız şeklini makasla kesip alıyorlar ve yerine üçgeni yerleştiriyorlar. Anahtar-kilit gibi. Kusurlu olan gen olması gereken hale bürünüp mükemmel bir şekilde işlemeye başlıyor. İşte koca konunun özeti bu şekilde.

 

Umarım yazımızdan zevk almışsınızdır. Bir sonraki yazıda görüşmek üzere, kendinize iyi bakın, sağlıkla kalın.

Başak Arya Gençler

 

Kaynaklar: