Biyoteknoloji Nedir, Uygulama Alanları Neler?

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

Temel bilim dünyasında özellikle multidisipliner çalışmalarda adını sıkça gördüğümüz biyoteknoloji bilimi, canlılar dünyasıyla teknolojiyi buluşturan bilim dalıdır. Gen düzenlemelerinden, mikroorganizmalara kadar uzanan bu ilginç 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 çok kullanılan alanı, genetik mühendisliği yoluyla terapötik (İlaçların kan plazma konsantrasyonunun ölçülmesi amacıyla yapılan bir klinik farmakoloji işlem) proteinlerin ve diğer ilaçların üretilmesidir.

Biyoteknoloji alanında çalışmalar yapanlara biyoteknolog, insan hayatının kalitesini iyileştirmek ve diğer canlı dünyasının ilerlemesini sağlamak için biyolojik organizmalar üzerinde araştırmalar yapar. Hücre, doku ve organizmaların fiziksel, genetik ve kimyasal özelliklerini araştırır, pratik kullanımlar ve ürünler ortaya koyar.

Biyoteknolojinin dünden bugüne tarihi:

İnsanlar, ilk tarım topluluklarından başlayarak, yaklaşık 10.000 yıldır yaşam kalitelerini iyileştirmek için biyolojik süreçlerden yararlanıyorlar. Yaklaşık 6.000 yıl önce insanlar ekmek, alkollü içecekler ve peynir yapmak ve süt ürünlerini korumak için mikroorganizmaların biyolojik süreçlerinden yararlanmaya başladılar.

Günümüz tarihinden biraz daha eskiye gidecek olursak, Robert A. Swanson, Herbert W. Boyer ve Paul Berg tarafından kurulmasına öncülük edilen ve 1976 yılında 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 gibi ilk şirketler, öncelikle tıbbi ve çevresel kullanımlar için genetiği değiştirilmiş maddeler üreterek devam etti.


Daha 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 farklı türün DNA’larının birleştirilmesi ile ortaya çıkan DNA molekülüne denmektedir. Yani, bir genin bir üretim hücresine eklenmesi sürecinde yeni bir organizma yaratılmış olur.

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

Ancak, 1980'de ABD Yüksek Mahkemesi, Diamond v. Chakrabarty davasında, sorunu 'Canlı bir insan yapımı mikroorganizmanın patentlenebilir bir konu olduğuna karar vererek' çözdü. Bu karar, yeni biyoteknoloji firmaları dalgasını ve bebek sayılabilecek bu endüstrisinin ilk yatırım patlamasını doğurdu.

1982'de rekombinant insülin, ABD Gıda ve İlaç Dairesi'nden (FDA) onay alan, genetik mühendisliği yoluyla yapılan ilk ürün oldu. O zamandan beri, büyüme hormonunun rekombinant versiyonları, pıhtılaşma faktörleri, kırmızı ve beyaz kan hücrelerinin üretimini uyaran proteinler, interferonlar ve pıhtı çözücü ajanlar dahil olmak üzere, dünya çapında 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 başarılı üretimi, 20. yüzyılın son çeyreğinde ortaya çıkan biyoteknolojinin en önemli tekniklerinden biriydi.

Monoklonal antikorların özgüllüğü, miktar olarak bulunabilirliği, biyolojik olarak önemli çok çeşitli maddeler için hassas analizler tasarlamayı ve yüzeylerinde önceden bilinmeyen işaretleyici molekülleri tanımlayarak hücreleri birbirinden ayırt etmeyi mümkün kılmıştır. Bu tür ilerlemeler, genlerin (genomik), kodladıkları proteinlerin (proteomik) ve etki gösterdikleri daha büyük biyolojik yolakların incelenmesi yoluyla mümkün olmuştur.

Biyoteknolojinin uygulama alanları ve uygulamaları:

• Biyoinformatik
• Nanoteknoloji
• Katalizörler
• Genetiği değiştirilmiş ürünler

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

Sağlık hizmetlerinde kullanılmasına ek olarak, biyoteknoloji, kimyasal reaksiyonları tetikleyen biyolojik enzimlerin (katalizörler) keşfi ve üretimi yoluyla endüstriyel süreçlerin rafine edilmesinde yardımcı olduğunu kanıtlamıştır. Bunlara örnek olarak kimyasalların çevreyi kirletmesini önlemek veya azaltmak için geliştirilen çözümleri, genetik mühendisliğiyle birlikte tarımda arttırılan verimi gösterebiliriz.

Bazı aktivist ve tüketici grupları, genetiği değiştirilmiş organizmaların (GDO’lu gıdaların) yasaklanması veya açıkça etiketlenip belirtilmesi konusunda uluslararası çağrıda bulundu. Amerika Birleşik Devletleri'nde GDO'ların tarıma girişi, FDA'nın süt ineklerinde süt üretimini artıran bir büyüme hormonu olan bovine somatotropin'i (BST) onaylaması ile 1993 yılında başladı.


Ertesi yıl FDA, daha uzun bir raf ömrü için tasarlanmış bir domates olan genetiği değiştirilmiş ilk bütün gıdayı onayladı. O zamandan beri Amerika 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 üzere düzinelerce tarımsal GDO tarafından kazanıldı.

GDO’nun ülkemize girişi ise 1998 yılına dayanmaktadır. 1998 yılında ülkemize girilen 30 milyon ton mısır ve soyanın etiketlenmeden tüketildiği kayıtlara geçmiştir. 2009 yılında 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 diğer kuruluşlar tarafından yapılan araştırmalar, GDO'lu gıdaların güvenli olduğu sonucuna varmıştır ancak şüpheci gruplar, uzun süredir hüküm vermek için henüz çok erken olduğunu 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 yıllık dönemde kabaca iki katına çıktı. Özellikle sağlık hizmetlerinde yeni ürünlerin piyasaya sürülmesiyle hızlanan hızlı büyüme 21. yüzyılda da devam etti. 2020 yılına kadar biyoteknoloji pazar büyüklüğünün küresel olarak 752,88 milyar dolar olduğu tahmin ediliyor ve özellikle ilaç, ürün ar-ge süreçlerini hızlandırmak için hükümetin, endüstri tarafından yürütülen çabalardan doğan yeni büyüme fırsatları bulunuyor.