Biyoteknoloji Nedir, Uygulama Alanları Neler?

20. yüzyılın ortalarında büyük bir ivme kazanarak hızla gelişen biyoteknoloji, bilim dünyasında adını duyurmaya başladığı vakit daha oldukça bir alt disiplin olarak kabul ediliyordu. Adını tıp alanında duymaya alıştığımız biyoteknoloji bilimi 20. yüzyılın sonlarında gerçekleşen gelişmelerle beraber alt disiplin olmaktan çıkarak kendi başına bir bilim dalı haline gelmiştir.

Temel bilim dünyasında bilhassa multidisipliner çalışmalarda adını sıkça gördüğümüz biyoteknoloji bilimi, canlılar dünyasıyla teknolojiyi buluşturan bilim dalıdır. Gen düzenlemelerinden, mikroorganizmalara kadar uzanan bu garip bilim dalı nedir, nerelerde, nasıl kullanılır, gelin daha yakından tanıyalım.

Biyoteknoloji nedir?

Biyoteknoloji, biyolojiyi kullanarak problemleri çözmeyi ve kullanışlı ürünler ortaya koymayı amaçlar. Biyoteknolojinin en oldukça kullanılan alanı, genetik mühendisliği kanalıyla terapötik (İlaçların kan plazma konsantrasyonunun ölçülmesi amacıyla meydana getirilen bir klinik farmakoloji işlem) proteinlerin ve öteki ilaçların üretilmesidir.

Biyoteknoloji alanında emekler yapanlara biyoteknolog, insan yaşamının standardını iyileştirmek ve öteki canlı dünyasının ilerlemesini sağlamak için biyolojik organizmalar üstünde araştırmalar yapar. Hücre, doku ve organizmaların fizyolojik, genetik ve kimyasal özelliklerini araştırır, ergonomik kullanımlar ve ürünler ortaya koyar.

Biyoteknolojinin dünden bugüne zamanı:

İnsanlar, ilk ziraat topluluklarından başlayarak, ortalama 10.000 senedir yaşam kalitelerini iyileştirmek için biyolojik süreçlerden yararlanıyorlar. Ortalama 6.000 yıl ilkin insanoğlu ekmek, alkollü içecekler ve peynir yapmak ve süt ürünlerini korumak için mikroorganizmaların biyolojik süreçlerinden yararlanmaya başladılar.

Günümüz tarihinden birazcık daha eskiye gidecek olursak, Robert A. Swanson, Herbert W. Boyer ve Paul Berg tarafınca kurulmasına öncülük edilen ve 1976 senesinde rekombinant DNA teknolojisini ticarileştirmek için kurulan bir ilaç şirketi olan Genentech liderliğinde, 1970’lerin ortasından sonuna kadar yeni bir ‘Biyoteknoloji’ endüstrisi gelişmeye başladı. Bu gelişmeler doğrultusunda Genentech, Amgen, Biogen, Cetus ve Genex benzer biçimde ilk firmalar, ilk olarak tıbbi ve çevresel kullanımlar için genetiği değiştirilmiş maddeler üreterek devam etti.

Hemen sonra on yıldan fazla bir süre biyoteknoloji endüstrisi, rekombinant DNA teknolojisi ve genetik mühendisliği alanında ağırlıklı olarak devam etti. Rekombinant DNA (rDNA) terimi basitçe, iki değişik türün DNA’larının birleştirilmesi ile ortaya çıkan DNA molekülüne denmektedir. Doğrusu, bir genin bir üretim hücresine eklenmesi sürecinde yeni bir organizma yaratılmış olur.

Başlangıçta biyoteknoloji araştırmacı ve yatırımcıları, yeni bir patent almak için kanun düzenlemelerinden güvenilir değillerdi; sonuçta bu yeni bir teknolojiydi ve bilim etiği açısından doğada keşfedilen ve tanımlanan yeni organizmaların patentlerine izin verilmiyordu.

Sadece, 1980’de ABD Yüksek Mahkemesi, Diamond v. Chakrabarty davasında, problemi ‘Canlı bir insan yapımı mikroorganizmanın patentlenebilir bir mevzu olduğuna karar vererek’ çözdü. Bu karar, yeni biyoteknoloji firmaları dalgasını ve bebek sayılabilecek bu endüstrisinin ilk yatırım patlamasını doğurdu.

1982’de rekombinant insülin, ABD Besin ve İlaç Dairesi’nden (FDA) onay alan, genetik mühendisliği kanalıyla meydana getirilen ilk ürün oldu. O zamandan beri, gelişme hormonunun rekombinant versiyonları, pıhtılaşma faktörleri, kırmızı ve beyaz kan hücrelerinin üretimini uyaran proteinler, interferonlar ve pıhtı çözücü ajanlar dahil olmak suretiyle, dünya genelinde düzinelerce genetiği değiştirilmiş protein ilacı ticarileştirildi.

Biyoteknolojinin araçları neler?

Biyoteknoloji endüstrisi, bir hastalığın ilerlemesini durduran geleneksel farmasötiklerin ve monoklonal antikorların geliştirilmesine yönelik araştırmalarını da genişletti. Monoklonal antikorların başarı göstermiş üretimi, 20. yüzyılın son çeyreğinde ortaya çıkan biyoteknolojinin en mühim tekniklerinden biriydi.

Monoklonal antikorların özgüllüğü, miktar olarak bulunabilirliği, biyolojik olarak mühim oldukça çeşitli maddeler için kırılgan analizler tasarlamayı ve yüzeylerinde evvelde bilinmeyen işaretleyici molekülleri tanımlayarak hücreleri birbirinden ayırt etmeyi mümkün kılmıştır. Bu tür ilerlemeler, genlerin (genomik), kodladıkları proteinlerin (proteomik) ve tesir gösterdikleri daha büyük biyolojik yolakların incelenmesi kanalıyla mümkün olmuştur.

Biyoteknolojinin uygulama alanları ve uygulamaları:

• Biyoinformatik
• Nanoteknoloji
• Katalizörler
• Genetiği değiştirilmiş ürünler

Biyoteknolojinin bilhassa tıp ve tarımda oldukça sayıda uygulaması vardır. Örnekler içinde biyolojik bilginin bilgisayar teknolojisiyle (Biyoinformatik) birleştirilmesinde biyoteknolojinin kullanımı, insan vücuduna girebilen mikroskobik ekipmanların kullanımının araştırılması (Nanoteknoloji) ve muhtemelen ölü yada kusurlu hücreleri değiştirebilmek için kök hücre araştırma ve klonlama tekniklerinin uygulanması ve dokular (Rejeneratif tıp).

Sıhhat hizmetlerinde kullanılmasına ek olarak, biyoteknoloji, kimyasal reaksiyonları tetikleyen biyolojik enzimlerin (katalizörler) keşfi ve üretimi kanalıyla endüstriyel süreçlerin rafine edilmesinde destek bulunduğunu kanıtlamıştır. Bunlara örnek olarak kimyasalların çevreyi kirletmesini önlemek yada azaltmak için geliştirilen çözümleri, genetik mühendisliğiyle beraber tarımda arttırılan verimi gösterebiliriz. 

Bazı aktivist ve tüketici grupları, genetiği değiştirilmiş organizmaların (GDO’lu gıdaların) yasaklanması yada açıkça etiketlenip belirtilmesi mevzusunda internasyonal çağrıda bulunmuş oldu. ABD Birleşik Devletleri’nde GDO’ların tarıma girişi, FDA’nın süt ineklerinde süt üretimini artıran bir gelişme hormonu olan bovine somatotropin’i (BST) onaylaması ile 1993 senesinde başladı.

Ertesi yıl FDA, daha uzun bir raf ömrü için tasarlanmış bir domates olan genetiği değiştirilmiş ilk tüm gıdayı onayladı. O zamandan beri ABD Birleşik Devletleri, Avrupa ve başka yerlerde düzenleyici onay, kendi pestisitlerini üreten mahsuller ve yabani otları öldürmek için kullanılan belirli herbisitlerin uygulanmasından kurtulan mahsuller de dahil olmak suretiyle düzinelerce tarımsal GDO tarafınca kazanıldı.

GDO’nun ülkemize girişi ise 1998 yılına dayanmaktadır. 1998 senesinde ülkemize girilen 30 milyon ton mısır ve soyanın etiketlenmeden tüketildiği kayıtlara geçmiştir. 2009 senesinde çıkan yönetmelik gereği artık GDO’lu içerik bulunduran gıdalar etiketlenmeye başlanmıştır. 

Bu kadar konuştuk. Peki GDO’lu gıdalar güvenli mi?

Birleşmiş Milletler, ABD Ulusal Bilimler Akademisi, Avrupa Birliği, Amerikan Tabipler Birliği, ABD düzenleyici kurumları ve öteki kuruluşlar tarafınca meydana getirilen araştırmalar, GDO’lu gıdaların güvenli olduğu sonucuna varmıştır sadece şüpheci gruplar, uzun süredir yargı vermek için hemen hemen oldukça erken bulunduğunu iddia etmektedirler. Dünya geneline baktığımızda bu tür GDO’lu mahsullerin ekili olduğu araziler 1996 yılından 2014 yılına kadar neredeyse 4 kat artmıştır. 

Genel olarak, ABD ve Avrupa biyoteknoloji endüstrilerinin gelirleri, 1996’dan 2000’e kadar olan beş senelik dönemde kabaca iki katına çıktı. Bilhassa sıhhat hizmetlerinde yeni ürünlerin piyasaya sürülmesiyle hızlanan süratli gelişme 21. yüzyılda da devam etti. 2020 yılına kadar biyoteknoloji pazar büyüklüğünün küresel olarak 752,88 milyar dolar olduğu tahmin ediliyor ve bilhassa ilaç, ürün ar-ge süreçlerini hızlandırmak için hükümetin, endüstri tarafınca yürütülen çabalardan doğan yeni gelişme fırsatları bulunuyor.