CRISPR

Vikipedi, özgür ansiklopedi
CRISPR antiviral prokaryot savunma mekanizması diyagramı.[1]

CRISPR, (ing. Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) DNA dizilimleri kümesidir.

Düzenli aralıklarla bölünmüş palindromik tekrar kümeleri (CRISPR[2]), kısa tekrarı baz dizileri içeren prokaryot DNA segmentleridir. Her tekrarı daha önce maruz kalınan bakteriyofaj veya plazmid kaynaklı kısa "aralayıcı DNA" segmentleri takip etmektedir.[3]

CRISPR, bakterilerin kendilerini virüslerden kaynaklanan saldırılara karşı korumak için kullandıkları bir savunma sistemi olarak işlev görmektedir.[4]

CRISPR Gen teknolojisi insan geleceği için önemli olsa da bazı ülkeler karşı çıkmaktadır.

CRISPR Gen teknolajisi tarım alanında büyük ölçüde katkıda bulunmaktadır.

Tarihçe[değiştir | kaynağı değiştir]

CRISPR kümeleri 1980'den beri bilinmektedir. Ancak 2005 yılında CRISPR genleri ile çalışan 3 farklı grubun keşifleriyle CRISPR'nin canlının savunma mekanizmasındaki rolünü kanıtlanmıştır. Araştırmaların sonucu CRISPR kümelerinde bulunan aralık genlerin canlıyı enfekte eden bazı virüsler ile aynı dizilime sahip olduğunu göstermektedir. Bir virüs DNA'sı ile aynı dizilimde olan aralık genine sahip olmak, o virüse karşı direnç oluşumunun göstergesidir.

Yıllarca süren araştırmalar sonucunda, CRISPR sisteminin bir bağışıklık mekanizması olabileceği hipotezi oluşturuldu ve bu hipotez büyük ölçüde doğrulandı.

2012 yılında Jennifer Doudna ve ekibi bir canlının DNA'sını kesebilecek ve düzenleyebilecek bir uygulama geliştirdi. DNA dizisini yüksek hassaslıkta kesebilecek bir makasa ihtiyaçları vardı. Bundan hareketle DNA dizisine denk gelen bir RNA molekülü oluşturuldu ve bu molekül Cas9 proteini ile birleştirildi. Böylece CRISPR-Cas9 teknolojisi ortaya çıktı.

CRISPR-Cas9 teknolojisi, istenilen DNA dizisi bölgesinden kesim yapabilmektedir.[5]

Çalışma Mekanizması[değiştir | kaynağı değiştir]

DNA'da değişiklik yaratan iki önemli molekül mevcuttur. Bunlar Cas9 enzimi ve rehber RNA'dır. CRISPR-Cas9 teknolojisi bu iki önemli moleküle dayanmaktadır.

Cas9 Enzimi[değiştir | kaynağı değiştir]

Moleküler bir makas görevini gerçekleştiren Cas9, genomun belirli yerlerinden iki DNA iplikçiğini kesmektedir. Böylece DNA parçaları eklenmektedir ve çıkarılabilmektedir.

Rehber RNA (İng. guide RNA - gRNA)[değiştir | kaynağı değiştir]

Uzun bir RNA iskeletin içindeki yaklaşık 20 bazlık bir RNA dizilimidir. Uzun RNA iskeleti DNA'ya bağlanarak Cas9'un genomun doğru noktasına gitmesine rehberlik etmektedir. Bu sayede Cas9 enzimi genomdaki doğru noktaları kesmektedir.

Genomdaki hedef DNA dizilimin bütünleyici RNA bazlarına sahip olan rehber RNA, DNA'daki belirli bir dizilimi bulup bağlanmak için tasarlanmaktadır. Cas9 enzimi ise rehber RNA'yı izlemektedir. Kısaca rehber RNA Cas9'a rehberlik ederek DNA'daki ilgili yere gitmesini ve DNA'nın iki iplikçiğinde kesik oluşturmasını sağlamaktadır. Kesik oluştuğu sırada hücre DNA'nın hasar aldığını fark ederek onu onarmaya çalışmaktadır. Bilim insanları DNA onarım mekanizmasını kullanarak, ilgilendikleri hücrenin genleriyle ilgili değişiklik çalışmaları yapmaktadır.[5]

CRISPR ve Evrim[değiştir | kaynağı değiştir]

CRISPR-Cas9 teknolojisi ile insan genomu düzenlenebilir ve istenmeyen genetik hastalıklar ortadan kalkabilmektedir.

Yapılan çalışmalar, CRISPR-Cas9 teknolojisinin birçok tıbbi hastalığın (kanser, hepatit B, talesemi, lösemi, orak hücreli anemi vb.) tedavisinde umut vadettiğini göstermektedir. Yapılan çalışmalar genellikle somatik hücrelerin genomlarının düzenlenmesi üzerine yapılmaktadır. Ancak son yıllarda üreme hücrelerinin genomları üzerinde çalışmalar yapılması da tartışılmaktadır.

Bilim insanları evrimin temel mekanizmalarından biri olan seçilimle birlikte çeşitliliğe müdahale etmenin genetik düzenlemelerden geçtiğine inanmaktadır. CRISPR-Cas9 teknolojisi ile istenmeyen kalıtsal hastalık genlerini genomumuzdan kesip atılabilir veya düzenlenebilir. Bu sayede biyolojik sınırlar çevremize göre daha uyumlu bir şekilde belirlenebilir.[6]

Tartışmalar[değiştir | kaynağı değiştir]

Üreme hücrelerinin düzenlenmesinde CRISPR-Cas9 teknolojisinin kullanılma fikri bazı etik tartışmalara yol açmaktadır. Üreme hücrelerinde yapılacak değişikliklerin nesilden nesle aktarılma durumu ciddi bir etik boyut olarak görülmektedir.

CRISPR-Cas9 teknolojisinin kullanılmasın da erken gelişim süreçlerini anlamak ve tüp bebek işlemlerinde embriyoların kültür durumlarının düzeltilmesine yardımcı olabileceğine yönelik çalışmalar sürdürülmektedir.

CRISPR-Cas9 teknolojisi dikkatle takip edilmesi gereken etkili bir genom düzenleme yöntemidir. Bilim insanlarının insan eşey hücre öncüllerini kalıcı olarak değiştirmesi gibi bir durum söz konusu olduğundan bu konudaki tartışmalar sürmektedir. Çalışmaların etik ilkelere bağlı kalarak yapılması amaçlanmaktadır.[7]

Lulu ve Nana Olayı[değiştir | kaynağı değiştir]

He Jiankui, 6 Kasım 2018 tarihinde YouTube'da The He Lab kanalından yayınladığı video ile insanlık tarihinin ilk genetik tasarımlı bebeklerinin dünyaya geldiğini açıklamıştır.

CRISPR teknolojisinin kullanımına yönelik tartışmalar süregelirken 2018 yılında He Jiankui, CRISPR teknolojisini insan embriyosunda kullanılmasıyla insanlık tarihinin ilk genetik tasarımlı bebekleri olan Lulu ve Nana´nın dünyaya geldiğini duyurmuştur.[8] HIV’i hücre içerisine almakla görevli CCR5 yüzey reseptörünü, CRISPR-CAS9 teknolojisi ile insan embriyolarında işlevsiz hâle getiren He Jiankui, 26 Kasım 2018 tarihinde YouTube aracılığıyla HIV'e dirençli ikiz bebeklerin sağlıklı bir şekilde dünyaya geldiğini iddia etmiştir.[9] Kısa bir süre sonra yetkili makamlarca da doğrulanan bu deney, yaşadığımız yüzyılın bilim dünyasında sarsıcı etkiler bırakan her yönüyle etik ihlallerine tanık olduğumuz bir deney olarak büyük tartışmalara yol açmıştır.[9] 29 Kasım 2018'de Çinli yetkililer, Çin yasalarını ihlal ettiği gerekçesiyle He Jiankui'nin tüm araştırma faaliyetlerini askıya almıştır.[10]

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ Horvath P, Barrangou R (Ocak 2010). "CRISPR/Cas, the immune system of bacteria and archaea". Science. 327 (5962). ss. 167-70. Bibcode:2010Sci...327..167H. doi:10.1126/Science.1179555. PMID 20056882. 
  2. ^ Sawyer E (9 Şubat 2013). "Editing Genomes with the Bacterial Immune System". Scitable. Nature Publishing Group. 27 Kasım 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Nisan 2015. 
  3. ^ Marraffini LA, Sontheimer EJ (Mart 2010). "CRISPR interference: RNA-directed adaptive immunity in bacteria and archaea". Nature Reviews. Genetics. 11 (3). ss. 181-90. doi:10.1038/nrg2749. PMC 2928866 $2. PMID 20125085.  Open Access logo PLoS transparent.svg
  4. ^ "Arşivlenmiş kopya". 24 Ocak 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ocak 2019. 
  5. ^ a b "CRISPR-CAS9 Nedir? , Üsküdar Üniversitesi". 5 Aralık 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  6. ^ "KÜRKÇÜ Hasan Bora, 2020, CRISPR-Evrim İlişkisi". 11 Kasım 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  7. ^ "ÖZER Onur, 2014, CRISPR Gen Düzenleme Yöntemi Nedir? CRISPR-Cas9 Sistemini Kullanarak Genleri Nasıl Düzenleriz?". 16 Mart 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  8. ^ Cyranoski, David; Ledford, Heidi (26 Kasım 2018). "Genome-edited baby claim provokes international outcry". Nature (İngilizce). 563 (7733): 607-608. doi:10.1038/d41586-018-07545-0. 8 Kasım 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Kasım 2021. 
  9. ^ a b Bulduk, Bengisu Kevser; Şahi̇noğlu, Serap (2021). "Dünyanın Genomu Düzenlenmiş İlk Bebekleri Vakasına Yapılan Etik Değerlendirmeler Üzerine Bir İnceleme". Türkiye Klinikleri Tıp Etiği-Hukuku-Tarihi Dergisi. 29 (1): 38-47. doi:10.5336/mdethic.2020-74194. ISSN 1303-4332. 23 Kasım 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Kasım 2021. 
  10. ^ "China suspends He Jiankui's research activities - CNN". web.archive.org. 29 Kasım 2018. 29 Kasım 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Kasım 2021.