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 gen 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
http://afyuksel.com
01.02.2001
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 Şubat 1997 (www.nature.com)
|