|
Adından
çok bahsedilen ve hayatımızı ne yönde etkileyeceği merakla
beklenen bir bilimsel
gelişme: klonlama.
Son
gelişmelere imzasını atan ekip, genlerin laboratuvar koşullarında
biçimlendirilmesinin ardından gen
transferi yöntemi ile koyun bedeninde, istenilen özelliklerdeki
genlerin (DNA molekülü) üretilebilmesini olağan bir hale
getirdi.Söz konusu deneyde, ihtiyaç duyulan moleküllerin
koyunun tüm hücrelerinde değil, sadece süt bezlerinde
sentezlenmesini hedef alıyordu. Bu nedenle koyunun "ilaç
fabrikası" olarak değerlendirilmesini beraberinde
getirdi. Doğrusunu isterseniz Dolly başarısının en önemli
noktası bu gerekçeye dayanmaktadır. Gen transfer yöntemi, ıslah
çalışmaları sonucu elde edilen verimli ürünün niteliği
değişmeksizin seri olarak üretilmesi amacındadır.
Dr.
Wilmut’un gerçekleştirdiği deney; yetişkin bir dişi
koyunun bedeninden
alınan hücrenin (somatik bir hücrenin) çekirdeğinin, micron
birimi inceliğindeki bir enjektör iğnesi yardımıyla
vakumlanıp , başka bir erkek koyuna ait, çekirdeği alınmış
bir yumurtaya enjekte edilip oluşturulan suni hücrenin, üçüncü
bir dişi koyunun rahmine yerleştirilmesidir.Üçüncü koyun,
tüp bebek yönteminde olduğu gibi dış ortamda özel olarak üretilmiş hücrenin gelişimini sağlayabileceği
biyolojik ortamdır.
Adını,
ünlü şarkıcı Dolly Parton’dan alan kuzu Dolly, isim
annesinin değilse de, DNA annesinin genetik ikizi. Dolly,
sevimli görünüşüyle kamuoyunun sempatisini kazanmış ve tüm
bu süreç ilginç bir bilimsel oyun olarak sunulmuşsa da, gerçekte
deney oldukça iyi belirlenmiş bilimsel ve maddi hedefleri
olan sabırlı bir çalışmanın ürünü.Bu çalışmaların
yankıları gerek günlük gazete ve magazin dergilerinde ilk
sayfadan bizlere ulaştırılmış, basit şemalarla anlayışımıza
sunulmuştu. İskoçyalı ekibin gerçekleştirdiği klonlama
deneyinin, dünyanın pek çok bölgesine dağılmış sayısız
standart biyoteknoloji laboratuvarında "kolayca" gerçekleştirilebileceği
söyleniyordu. Yine de uygulanan yöntemin yeniden
uygulanabilmesi pek de pratik ve kolay değil.
Ekibin
başarısı ve önceki sayısız benzeri deneylerin başarısızlığı,
Wilmut’un, verici koyundan alınan hücre çekirdeğiyle,
kullanılan embriyonik hücrenin "frekanslarını" çok
hassas biçimde çakıştırabilmesine dayanıyor. Bu yöntemle
araştırmacılar, yetişkin çekirdeğin genetik saatini sıfırlamayı,
tüm gelişim sürecini başa almayı becerebilmişlerdi.
Milyarlarca
sayıda hücreden oluşmuş bir bedenimiz var. Bu hücrelerin
milyonlarcası her saniye bölünmeyi sürdürerek beden gelişimini
devam ettiriyor. Bunun yanında yıpranmış hücreleri de
yeniliyor. Somatik hücre adını verdiğimiz yapısal hücrelerde
meydana gelen fizyolojik ve morfolojik değişimler, genetik
intikal ile bir sonraki nesile aktarılamamaktadır. Dolayısıyla,
biyolojik bedenimizde meydana gelebilecek mutasyonların
etkileri populasyon havuzunda bir değişime neden olmaz. Ancak
bu durum üreme hücrelerinde farklı bir seyirde ilerler. Gerçekleşebilecek
mutasyonlar, daha sonraki frekanslarda etkisini gösterecektir.
Koyun
ve insan hücrelerinin de dahil olduğu gelişmiş hücreler (çekirdeği
olan hücreler=ökaryotik hücreler), farklı gelişim evreleri
ihtiva eden döngüyü takip etmektedirler. Bu döngüyü,
interfaz evresi (bölünmenin olmadığı hazırlık evresi) ve
belirgin biçimde bölünmenin gerçekleştiği mitoz evrelerine
ayırmak mümkün. Hücre, yaşam döngüsünün %90 kadarını
interfaz evresinde geçiriyor. Aslında, bu duraklama evresi göründüğü
kadar sakin değil. Hücre, tüm bileşenlerini bölünmeye hazırlar.
Hücrenin yaşam döngüsü üç
ana evreye ayırabiliriz:
G1
evresi,
hücrenin DNA dışındaki tüm komponentlerinin (=organel) çoğaldığı
bir dinlenme dönemi,
S
hücredeki birim DNA nın miktarının ikiye katlandığı
(replikasyon) evre,
G2
ise,
hücre içi gelişmenin tamamlanıp, hücrenin bir zar yardımıyla
bölünüp, iki eşit miktardaki hücreleri oluşturduğu
evredir.Bu evre mitoz olarak da isimlendirilebilir.
Hücrelerin
hangi evreyi ne kadar sürede tamamlayacakları genetik program
dahilindedir. Bu süre bir canlıdaki tüm hücreler için aynıdır.Ani
çevresel koşul değişiklikleri (besleyici maddelerin miktarı
birden bire minimum düzeye düşürüldüğünde) hücreleri G1
evresinde belli bir kritik noktaya kadar indirgenebiliyor. Söz
konusu kritik nokta aşılırsa, çevresel koşullar ne yönde
gelişse de artık DNA replikasyonunun önü alınamıyor. Bu
noktanın kontrol altına alınabilmesi, Wilmut ve ekibinin başarılı
bir klonlama gerçekleştirebilmelerinin altın anahtarı olmuştur.
Burada
bir parantez açarak G1, S, G2 ve M evrelerinin denetim altına
alınması, hücrenin yaşam döngüsünü olduğu kadar, özelleşmesini
de dizginlemiştir.Farklılaşma evresine giren hücreler gelişim
evrelerinde, genetik programı gereğince beyin, kas gibi hücrelere
dönüşürler. Wilmut ve ekibi Dolly’i klonlayıncaya kadar
bu sürecin irreversible (geriye dönüşümsüz) olduğu, bir
başka deyişle, bir defa kas hücresi olmaya karar vermiş bir
hücrenin yeniden programlanamayacağını düşünüyorlardı.İşte
bu deneyi başarılı kılan unsur, genetik saati sıfırlamak,
yani farklılaşmanın önüne geçebilmektir.
Diğer
araştırıcıların bunu başaramamalarının nedeni, kullandıkları
somatik hücrelerin çekirdeklerini, S veya G2
evrelerindeki konakçı hücrelerle füzyona uğratmalarıydı.Eski
teorik bilgilere göre, bu yöntemin işe yaraması gerekiyordu,
çünkü çekirdeğin mitoza yaklaşmış olması avantaj olarak
görülüyordu. Ancak bu denemelerde, işler bir türlü yolunda
gitmedi. Kaynaştırmadan sonra, hücre fazladan bir parça daha
mitoz geçiriyor ve yararsız, kopuk kromozom parçaları
meydana geliyordu. Bu "korsan" genler, gelişimin
normal seyrini sürdürmesi için ciddi bir engel oluşturuyordu.
Wilmut gerçekleştirdiği deneyde; anneden ve babadan gelen gen
setlerinin karışım evresi olan G0 (=zigot oluşma
evresi) evresini askıya alıp, bu aşamadaki çekirdeği, füzyona
uğrattı.Füzyon sonucu oluşan yeni hücre, normal besin koşulları
ve hafif bir elektrik şoku etkisiyle olağan çoğalma sürecine
girmişti. Zigot, anne koyunun rahmine yerleştirilip, gerekli
hormonlarla normal hamilelik süreci başlatıldı. Bu deney
hakkında bilinenler, yukarıda kaba hatlarıyla anlatılanlarla
sınırlı. Sürecin duyurulmayan kritik bir evresi varsa, bu
ticari bir sır olarak kalacağa benziyor.
Embriyolog
Jonathan Slack, çok daha temel şüpheleri öne sürüyor:
"Araştırmacılar, yumurta hücresindeki DNA’ları tümüyle
temizleyememiş olabilirler. Dolayısıyla Dolly, sıradan bir
koyun olabilir." Slack, alınan meme hücresinin henüz
tamamen özelleşmemiş olabileceğini, böyle vakalara meme hücrelerinde,
bedenin diğer kısımlarına göre daha sık rastlanılabildiğini
de ekliyor. Zaten Wilmut da, bedenin diğer kısımlarından alınan
hücrelerin aynı sonucu verebileceğinden bizzat şüpheli. Örneğin,
büyük olasılıkla kas veya beyin hücrelerinin asla bu amaçla
kullanılamayacaklarını belirtiyor. Üstüne üstlük, koyun
bu deneylerde kullanılabilecek canlılar arasında "ayrıcalıklı"
bir örnek. Koyun embriyolarında hücresel farklılaşma süreci
zigot ancak 8-16 hücreye bölündükten sonra başlıyor.
Geleneksel laboratuvar canlısı farelerde aynı süreç ilk bölünmeden
itibaren gözlenebiliyor. İnsanlarda ise ikinci bölünmeden
itibaren... Bu durum, aynı deneyin fare ve insanlarda başarılı
olamaması olasılığını beraberinde getiriyor.
Dile
getirilen açık noktalardan biri de, hücrelerde DNA içeren
tek organelin çekirdek olmayışı. Kendi DNA’sına sahip
organellerden mitokondrinin özellikle önem taşıdığı düşünülüyor.
Memeli hayvanlarda mitokondriyal DNA, embriyo gelişimi sırasında
sadece anneden alınıyor. Her yumurta hücresi, farklı tipte
DNA’lara sahip yüzlerce mitokondriyle donatılmış durumda.
Bu mitokondriler zigotun bölünmesinin ileri evrelerinde,
embriyo hücrelerine dengeli bir biçimde dağılıyor.Ancak,
canlının daha ileri gelişim evrelerinde , bu denge belli
tipteki DNA’lara doğru kayabiliyor. Dolayısıyla birim hücredeki
‘’mitokondri DNA’sı / çekirdek DNA’sı’’ oranındaki
sapmalar Parkinson, Alzheimer gibi hastalıklara zemin hazırlar.
Bazı araştırıcılarda, Dolly’nin annesinden sadece çekirdek
materyali transfer edilmesi Dolly’nin ilerleyen yaşlarda
sağlık problemleri yaşayabileceği düşüncesini
yarattı. Ama, şimdilik Dolly’nin tek sağlıksız yönü,
fazla beslenmesi yüzünden ortaya çıkan tombulluğu...
Barış
Yelkenci
Kaynaklar:
-Huxley
A., Cesur Yeni Dünya, Çev: Gürol E., Güneş Yayınları,
1989
-Star C., Taggart R., Biology: The Unitiy and Diversity of Life,
1989
-Wilmut I., Schnieke A. E., McWhir J., Kind A. J.,
Campbell K. H. S., "Viable Offspring Derived From Fetal and
Adult Mammalian Cells", Nature,27 ªubat 1997 (www.nature.com)
|