Koyun dolly'in nasıl klnorandıgını hatırlayalım
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...
