Genetik Mühendisliği Nedir?

Genetik mühendislik mesleğini, özellikle son zamanlarda en çok ilgi gören meslekler arasında görüyoruz. Bunun sebebi olarak, genetik mühendislerinin maaşlarının yüksek ve çalışmaların da keyifli olmasını gösterebiliriz.

2017 yılından sonra, günümüzde adı sık duyulmaya başlanan Genetik Mühendisliği, gelecek nesillerin şeklini belirler. Çok geniş bir alan olduğundan dünyaya dair tüm bilgileri öğrenmemizi sağlar.

Genelde genetik mühendisliği  bir mühendislik dalı olarak bilinir. Genler üzerinde yapılan çalışmaların, mühendislerin bir ürünü yaparken izledikleri yola benzetildiği için mühendis olarak adlandırılmaktadır. Kısacası, yapılan uygulamalar mühendislik ile örtüşse de, moleküler biyologların yaptığı çalışmalardaki birçok yöntemlerden birisidir. Genetik, biyolojinin bir parçasıdır. Biyoloji de bir bilim olduğundan, genetik bilim dalı, genetikçi de “Bilim İnsanı” olarak adlandırılır.

Genetik Mühendisliği Nedir?

Genetik modifikasyon da denilen genetik mühendisliği, modern DNA teknolojilerinin kullanılması ile bir organizmanın genetik yapısını yani fiziksel özelliklerini doğrudan değiştirme durumudur. Genetik mühendisliği, canlının biyolojik yapısını araştırır. Bu canlıların kalıtsal özelliklerini değiştirir ve ona yeni özellikler kazandırmak için araştırmalar yapar. Genetik mühendisleri tarafından yapılan bazı denemeler bir yıl  bazen on yıl bile sürer. Genler üzerinde çalışan genetik mühendisleri, birçok laboratuarda görev alabilir. Başta insanlar olmak üzere, birçok canlının yaşamsal durumları ile ilgili araştırmalar ve deneyler yaptıklarından, genetik mühendisleri için keyifli, eğlenceli bir meslektir. Genleri yalıtılmasından çoğaltılmasına, farklı canlıların genlerinin birleştirilmesi veya genlerin bir canlıdan başka bir canlıya aktarılmasına yönelik çalışmalar yaparlar. Kısacası genetik mühendisliği, genetik dalıdır.

Gen Terapisi Nedir?

Yapısı ve işlevi bozuk, canlılarda bulunan genlerin tesbit edilerek, değiştirilmesi ve onarılmasını sağlayan uygulamaya gen terapisi denir. Gen terapisi ile, kalıtsal hastalıkların ve istenmeyen genetik özelliklerin  gelecek nesle aktarılması önlenmektedir. Günümüzde gen terapisi ile ilgili çalışmalar hızla devam ediyor. Gen terapisi sonucu insan genomu ile elde edilen bilgiler sayesinde, kalp ve damar, kanser, şeker hastalığı gibi rahatsızlıkların tedavisi gerçekleşeceği öngörülmektedir.

Genetik Mühendisliğinin Tarihçesi

Yüz yıllardır yapılan çalışmalar ve araştırmalar sonucunda genetik bilimi ve genetik mühendisliği gelişmiştir. Canlı hücrelerin DNA’sı ile ilgilenen genetik mühendisliğinin ilk çalışmaları 17 bin yıl öncesine dayanmakta olduğu sanılmaktadır. Zamanla tüm mühendislik alanları ile birlikte gelişen teknolojinin,  genetik mühendisliğine de katkısı bulunmaktadır.

 1960 yıllarında  somatik hücrelerin birbirleri ile kaynaşabilmesi bulunmuş,  genetik alanına yönelmeler ve genetik alanında yapılan çalışmaların  hız kazanmasına sebep olmuştur. Devletler, aralarında rekabet yaratarak gen aktarımı deneyleri yapılmıştır. Eşeyli üreme ile ilgili yapılan çalışmalar, tam da bu zamanlarda olmuştur.

Temel ve teknik bilgiler biriktikçe 1970 yılların başlarında, çalışmalar hızlanmıştır. Gen kombinasyonu yapma ve ilerleme devam ederek,  günümüzde “Genetik Mühendisliği” yani rekombinant DNA teknolojisinin temelleri atılmıştır.

J. Craig Venter Enstitüsü, ilk bakteriyel genomu üretmeyi 2010 yılında gerçekleştirmiştir. Daha sonra bakteriyel genomu, DNA’sı olmayan bir bakterinin içine enjekte etmişlerdir. Bu çalışma sonucu  Synthia bakterisi dünyanın ilk sentetik yaşam formu olmuştur.

Tarih olarak sıralarsak eğer;

• 1880- Gregor Mendel’in, bitkiler üzerindeki çalışmaları sonucunda modern genetiğin ilk adımları atılmış oldu. Karakteristik özelliklerin genler tarafından iletildiğini duyuruldu.

• 1950- Hershey ve Chase, DNA’nın hücrenin genetik materyali olduğuna dair çalışmalarını tamamladılar.

• 1953- Watson ve Crick DNA’nın çift sarmal yapısını buldular.

• 1955- Arthur Kornberg ve arkadaşları DNA polimerazı ayırdılar.

• 1961- Nirenberg ve Matthaei genetik kodu buldular.

• 1966- B.Weiss ve C.C.Richardson DNA ligazı izole ettiler.

• 1968- K.W.Wilcox , H.O.Smith ve T.J.Kelley ilk restriksiyon endonükleazı izole ettiler.

• 1972- Paul Berg, virüsün DNA’sı ile bakterinin DNA’sını birleştirdi.

• 1973- İlk kez yabancı bir genin (antibiyotik rezistan) bir bakteriye transferi gerçekleştirildi.

• 1975- Asilomar/ABD’de ilk kez genetik mühendisliğinin tehlikeleri üzerine bilimsel bir konferans verildi.

• 1976- Genetik mühendisliği ürünlerini pazarlayan ilk şirket olan GENENTECH kuruldu.

• 1977- Genetik manipülasyonun uygulandığı bakteriler, insanda büyümeyi inhibe eden hormonu ürettiler.

• 1978- Genetik parmak izi keşfedildi. İnsanların artık DNA’sından tanınabileceği bulundu.

• 1980- (ABD) “yağ yiyen bakteri” denilen genetik manipülasyon uygulanmış organizma ilk kez patentlendi.

• 1980- Farelere gen transferi ilk kez başarıyla uygulandı , hastalıkların tedavisinde transgenik fareler model olarak kullanıldı.

• 1980- W.Gilbert ve F.Sanger DNA sekans metoduyla Nobel Ödülü aldılar.

• 1982- Endüstriel çaptaki ilk genetik mühendisliği ürünü olan insülin üretildi.

• 1983- Barbara McClintock , “zıplayan genler” i keşfetti ve Nobel Ödülü aldı.

• 1987- Anti-squash domatesler patentlendi.

• 1990- “İnsan Genom Projesi”nin resmen başlaması .Tahmini maliyeti : 3 milyar $.

• 1993- Washington Üniversitesi’nden Jerry Hall’un insan embriyosunu klonlaması dünya çapında skandala neden oldu.

• 1994- Kalıtsal meme kanseri geni keşfedildi.

• 1997- Koyunun somatik hücresinden klonlanan Dolly dünyaya geldi.

• 1997- AB(Avrupa Birliği)’de genetik manipülasyon uygulanmış yiyeceklere karşı yapılan düzenleme yasallaştırıldı.

• 1997- AB’de ilk kez, kolza yağı gibi genetik mühendisliği uygulanan yiyeceklere izin verildi.

Genetik Mühendisi Nasıl Olunur?

Üniversitelerin dört yıllık eğitim veren bölümlerini lisans derecesi ile tamamlayan herkes genetik mühendisi olabilir. Genetik mühendisliği adıyla, Türkiye’de hiçbir üniversitede bir bölüm yoktur. Ayrıca  dünyada da,  bilinen hiçbir bölüm bulunmuyor. Üniversitelerde yer alan bölüm, Moleküler Biyoloji ve Genetik'tir. Bu sebeple genetik mühendisi olmak isteyen kişiler, bu bölümü seçebilirler. Bilimin en önemli çalışma alanlarından biri olan genetik mühendisliği ile ilgili en iyi eğitim, Boğaziçi Üniversitesi’nde verilmektedir. Sebebi, en iyi doçentlerin bu üniversitede bir arada olması ve laboratuar ve ekipmanlarının çok kullanışlı olmasıdır. Boğaziçi Üniversitesinde eğitim almak isteyen öğrencilerin sınavdan yüksek bir puan alması gerekir. Boğaziçi haricinde başka güzel üniversitelerde var. Ama Genetik Mühendisi olabilmek için, iyi bir eğitimin olduğu bir üniversite tercih sebebi olmalıdır.

Genetik mühendisliği lisans eğitimde öğrenciler, problemleri tanımak, analiz etmek ve çözmek için matematik, fen ve mühendisliğe ait temel teknik bilgi ve beceriye sahip olmak için yetiştirilir. Ayrıca yeni bir fikir ya da ürün geliştirebilme yeteneği elde ederek, endüstri, akademi, ya da yönetimde, yerel ve uluslararası takım çalışması olan ortamlarda başarılı olmaları sağlanır. Danışmanlık yapma ve öğrenme konularında etkili  iletişim yeteneğine sahip olmaları için eğitim verilir.

genetik mühendisliği için alınan eğitim programında amaç;  genetik ve biyoteknoloji alanında eğitim ve araştırma yapmaktır. program süresince görülen dersler ise; biyoloji, kimya, matematik, ve bilgisayar dışında, elektrik ve manyetizma, mikrobiyoloji, fizyoloji, gen moleküler biyolojisi, gen mühendisliği uygulamaları gibi dersler okutulur, staj ve bitirme projesi yaptırılır.

Genetik Mühendisliği Uygulamaları

Genetik mühendisliği, ayrı bir teknoloji olmasına rağmen, modern biyoteknolojideki çalışmalarının hepsinde, biyoteknoloji gelişimine destek olur. Genetik mühendisliğinin çalışmaları sonucu iki şekilde olur.

Bilimsel Katkı: Moleküler biyolojinin temelinde olan bu teknoloji sayesinde bilinmeyen birçok konu ortaya çıkmıştır. Bunun sebebi moleküler biyoloji ile genetik mühendisliği birbirlerini geliştirmesidir.

Uygulama Alanlarına Katkı: Endüstri, genetik mühendisliğinin uygulama alanlarının başında gelir. İlaç, besin vb. gibi birçok endüstriyel ürünlerin, amacına uygun olması adına yapılan çalışmalar, bu teknolojiyi daha da geliştirir. Kalıtsal hastalıkların tanı konmasında, tarım ve hayvancılıkta istenilen ürünlerin elde edilmesinde, madencilik ve çevre kirliliğinin önlenmesi gibi birçok alanda genetik mühendisliği rol oynar.

Genetik mühendisliği sayesinde, daha sağlıklı yiyecekler, daha temiz ve güvenli bir çevre ile sağlık alanında gelişmeler insanlar yararına meydana gelmiştir.

Genetik Mühendisliğinin Amacı Nedir?

Genetik alanında yapılan çalışmalar sonucu ortaya çıkan bilgiler doğrultusunda;

• Canlılardaki gözlemlenen sorunların çözümü,

• İnsandan insana veya hayvandan insana doku ve organ nakli yapılması,

• Canlıdan canlıya veya hücreden hücreye gen naklinin yapılması sonucu yeni canlı türlerinin elde edilmesi,

• Canlıların özelliklerinin geliştirilmesi,

• Canlıların ömürlerinin uzatılması,

• Kalıtsal hastalıkların yanı sıra bedensel hastalıkların tedavi edilmesi,

• İnsanların hastalıklardan korunması,

• Madde ve alkol bağımlılığı gibi sorunları olan insanların genetik yapısının değiştirilmesi ile bu sorunların ortadan kaldırılması,

• DNA parmak izinin çıkartılarak kullanılmasının sağlanması,

• Genetik kopyalamanın yapılmasını,

• Tüp bebek uygulamasının yapılması,

• İnsan zekasının gelişiminin sağlanması,

• Gen tedavi uygulamasının yapılması,

• Yapay döllenme,

• Bitki ve hayvan iyileştirilmesi,

• Yeni ekolojik enerji kaynaklarının elde edilmesi

• Savaşa karşı kimyasal ve biyolojik silahlar ile karşı çıkılması,

• Çevre kirliliğine sebep olan maddelerin ortadan kaldırılması,

• Canlı vucüdu için protein, hormonlar ve vitaminlerin  daha fazla, daha kolay ve daha ucuz üretiminin sağlanması,

• İnsanın genetik şifresinin çözülmesi genetik mühendisliğinin amaçları arasındadırlar.

Genetik Mühendisi Nerelerde Çalışır?

• Üniversitelerin moleküler biyoloji ve genetik bölümünden mezun olanlar, yine üniversitelerde araştırma görevlisi olabilirler.

• İlaç firmalarında araştırma ve geliştirme bölümünde çalışabilirler.

• Hastanelerde kök hücre, genetik teşhis, tüp bebek tedavi merkezlerinde ve adli tıp kurumunda çalışabilirler.

• Biyoteknoloji firmalarında cihaz geliştirme programlarında çalışabilirler.

• Kanser tedavi merkezleri gibi  çok önemli  kurumlarda  görev alabilirler.

• Ayrıca bitki genetiği ve hayvan genetiğini araştıran kurumlarda da çalışabilirler.

Biyoteknoloji Nedir?

Doğal yoldan elde edilmeyen veya yeteri kadar üretilemeyen az ve yeni maddeleri üretmek için kullanılan teknolojiye denir. Örneğin; insülin hormonu daha önce çok üretilmiyordu. Günümüzde bakterilerden faydalanılarak insülin hormonu fazlası ile üretilir. Biyoteknolojik çalışmalara örnek olarak; ilaçlar, boyalar, yakıt, soya sosu, yoğurt, aşı, peynir ve parfümler biyoteknolojik yöntemlerle elde edilen maddelerdendir.

Genetik Mühendisliği Nasıl Yapılır?

Yine insülin üzerinden genetik uygulamanın nasıl yapıldığına dair örnek verebiliriz. Aslında  insülin, pankreasta üretilir; fakat tip 1 diyabeti olan kişiler insülin üretiminde sorun yaşarlar. Bu yüzden kan şekerini düzenleyebilmek amacıyla  diyabetli kişiler, insülin enjeksiyonuna  ihtiyaçlar duyarlar. Genetik mühendisliği, normal insüline benzer tipte bir insülinin E. coli gibi bakteriler ve mayadan üretiminde kullanılır. Humulin adı verilen bu insülinin genetiği değiştirilmiştir.1982 yılında da, insanlarda kullanımı için lisans verilmiştir.

Bu süreç nasıl ilerler? Öncelikle maya veya bakteri hücresinden plazmid adı verilen küçük bir dairesel DNA parçası elde edilir. Moleküler makaslar gibi görev yapan restriksiyon enzimleri tarafından küçük bir bölüm dairesel plazmidden kesilip çıkarılır. İnsan insülini için olan gen, plazmidde oluşan boşluğa yerleştirilir. Bu plazmidin genetiği değiştirilmiş olur. Genetiği değiştirilmiş plazmid, yeni bir bakteri veya maya hücresine aktarılır. Aktarılan  hücre hızla bölünür ve insülin üretmeye başlar. Çok sayıda hücre üretmek için genetiği değiştirilmiş bakteriler ya da maya, gereksindikleri besinlerle dolu büyük fermentasyon tanklarında yetiştirilir. Hücreler bölündükçe insülin üretilir. İşlem tamamlandığında, karışım filtre edilerek insülin salınır. Sonrasında  insülin saflaştırılarak ve şişelere veya insülin kalemlerine doldurulır. Diyabet hastalarının kullanımına sunulur.

Genetik Mühendisliği Başka Ne İçin Kullanılıyor?

• 1973 yılında, bakteri,  genetiği ilk kez değiştirilen organizma oldu.

• 1974'de ise aynı uygulama bir farede gerçekleşti.

• 1994'de  genetiği değiştirilmiş ilk besinler yapıldı.

• Bilimsel araştırmalar, tarım ve teknoloji dahil, genetik mühendisliğinin çok sayıda yararlı uygulama alanı bulunur.

• Bitkilerin dayanıklılığını, besin değerini ve büyüme hızını arttırmak için patates, domates ve pirinç gibi ekinlerde kullanılır.

• Sütlerinde kistik fibrozis hastalığını tedavi edici proteinler olan koyunların ve bilimcilerin Alzheimer gibi hastalıklar üzerindeki incelemelerini, karanlıkta parlayarak kolaylaştıran kurtçukların üretiminde kullanılır.

Alzheimer hastalığı ve kurtçuk

 Nematod kurtçuğu da denilen C. elegans,  sadece 300 kadar hücresi ile, tüm sinir sisteminde bulunan bir canlıdır. Bu kurtçuk, Alzheimer hastalığının incelenmesi için kullanışlıdır. Bu kurtçuk neredeyse saydamdır.Sinir hücreleri yeşil floresan protein ile etiketlenir ve çeşitli yapıların ve proteinlerin mikroskop altında takibini kolaylaştırır.

Genetik Danışmanlık Nedir?

Genetik mühendisliği , günümüzde olduğu gibi , gelecekte de birçok yeni mesleğe kapılar açacaktır. Aileden kalıtsal olarak geçen hastalıkların teşhisinde genetiğin kullanılması ile daha önce  olmayan bir başka meslek, Genetik Danışmanlığı ortaya çıkmıştır.

Genetik danışmanlık, genetik uzmanları, biyologlar veya bu konuda eğitim almış doktorlar tarafından verilmektedir. Aile ve akrabalarında kalıtsal hastalık görülen kişiler, akraba evliliği yapmış ve bir veya birden fazla anormal bebek doğumlarının görüldüğü kadınlar danışmanlık hizmeti alabilir. Ayrıca doğum öncesi genetik risklerini öğrenmek isteyen çiftlere de genetik danışmanlık önerilir. Genetik danışmanların, danışanlarına, doğru ve tam bilgi vermesi önemlidir. Asla yönlendirici olmamalı, son kararı danışanlarına bırakmalıdırlar.

Genetik danışmanlığı, ABD İstihdam Bürosu istatistiklerine göre, en hızlı büyüyen 20 meslekten biridir. Genetik danışmanlık hizmetlerine ihtiyaç, 2026'da yüzde 29 oranında aratacak gibi gözüküyor.

Genetik Mühendisleri Maaşları Nedir?

İlgi gören mesleklerden olması sebebiyle de, genetik mühendisleri maaşları merak edilmektedir. Genetik mühendislerinin, ülkemizde, özellikle özel sektör firmalarında iş bulmaları kolaydır. Zamanla genetik mühendisliğinin önemi fazlasıyla  anlaşılmaya başlandığı için, yatırımcılar da bu alana yönelmiştir.

Ülkemizin standtarları göz önüne alındığında genetik mühendisliği maaşları iyi olduğu söylenebilir. Özel sektör genetik mühendisi maaşları 4.900 TL – 7.000 TL aralığındadır.

Mesleğe yeni adım atmış genetik mühendisleri 3500-4500 TL arasında, deneyimli mühendisler ise, 10000 TL ve üzeri maaş almaktadırlar. Yurtdışında çalışan genetik mühendisleri çok daha yüksek maaşlar alabilirler.

ÜniversiteKontentajTaban PuanBaşarı SırasıKoç (Burslu)5515,214263287Bilkent (Burslu)14486,99782      11452Boğaziçi70471,5495318215ODTÜ60458,67474  25175İTÜ60445,49892    32964Bahçeşehir (Burslu)5444,50429  33622Hitit50221,65737  471321