ders1-3

8/3/2019 Ders1-3

http://slidepdf.com/reader/full/ders1-3 1/97

BYOTEKNOLOJYEGR

Doç.Dr. Suna TMUR

8/3/2019 Ders1-3


KONULAR

Tarihsel (Ancient) Biyoteknoloji.

Modern yada Moleküler Biyoteknoloji.

Medikal Biyoteknoloji.

Tarmsal Biyoteknoloji. Biyoteknoloji Ürünleri.

Hayvansal Biyoteknoloji.

8/3/2019 Ders1-3


BYOTEKNOLOJ YÜZYILI VE BYOTEKNOLOJNN GÜCÜ

Biyoteknolojinin tanm ve biyoteknolojiylebalantl bilimsel alanlar

Biyoteknoloji ve ürünlerinin günümüzdeki ve

geçmiteki uygulamalar Biyoteknolojik uygulamalarn farkl tiplerinintanmlanmas

Biyoteknolojinin avantajlarna örnekler Biyoteknolojinin sonucu olarak medikal tan

insan genom projesinden salanan bilgilerhastalklarn tan ve tedavisinde nasl yaralarsalayacaktr

Biyoteknolojideki kariyer kategorilerinintanmlanmas

Biyoteknoloji endüstrisinde yükselen deerler

8/3/2019 Ders1-3


Gda maddelerinin çou biyoteknolojik yollarla genetik olarak deiime uratlm

organizmalarla üretilmektedir.

Genetik modifiye (GM) gdalarn insanembriyolarna etkileri son birkaç yldr

tartma konusu olmutur.

Biyoteknoloji çok geni uygulama alan olan vegelecekte keiflere açk multidisipliner bir

bilimdir.

8/3/2019 Ders1-3


BiYOTEKNOLOJi nedir ?

insülin, bakteriyel enfeksiyonlar tedavi içinkullanlan penisilin, evde uygulanan hamilelik testleri, arap, peynir yada ekmek üretiminde

biyoteknolojinin rolü vardr. Biyoteknoloji; canl organizmalar yada bunlarn

ürünlerini kullanarak insanlarn yarar için ürünlergelitirmek yada bir problemi çözmektir.

Biyoteknoloji daha yeni bir disiplin olarak ortaya

çksa da geçmie bakldnda bir çok pratik uygulama mevcut. Biyoteknolojinin geçmi ve günümüzdeki

uygulamalar bu alan en hzl deien bilimalanlarndan yapmtr ve her gün yaam

etkilemektedir.

8/3/2019 Ders1-3


BiYOTEKNOLOJi nedir ?

Temel ihtiyaçlarmzn karlanmas Gda, giyim, barnma, salk ve güvenlik Bilimin kullanlmasyla gerçekletirilen

yenilikler Bitki, hayvan ve dier organizmalarn

üretimi yada bu organizmalardan yeni

ürünlerin eldesi Çevre koullarnn iyiletirilmesi Geni bir alanda yeni yaklamlar ve

yöntemlerin kullanlmas

8/3/2019 Ders1-3


Organizmalarn genetik manipülasyonu ve DNAklonlama günümüzün modern teknolojisinigerektirdii halde biyoteknoloji yeni bir bilim

deildir.

Bir çok uygulama yeni metotlarla geçmite pratik olarak yaplm ilemlerin kombinasyonudur.nsanlar yllardr bir çok proseste organizmalarkendi yararlarna kullanmlardr.

Çinliler, Yunanllar, Romallar, Msrllar, Babiller vedierleri biyoteknolojiyi kullanmlardr.

8/3/2019 Ders1-3


Biyoteknoloji

Bios = life

Teuchos = tool Logos = study of or essence of

e.g. the study of tools from living

things

8/3/2019 Ders1-3


T ANIM (Modern Biyoteknoloji)

Biyoteknoloji ihtiyaçlarn karlanmasna

yada ihtiyaçlar karlayacak ürünlerin

gelitirilmesine yönelik olarak farklbilimlerin uygulamasdr (immunoloji,

moleküler biyoloji, biyokimya, botanik, vb)

"any technique that uses living organisms or their products to make or modify a product, toimprove plants or animals, or to developmicroorganisms for specific uses."

T he office of T echnology Assessment of the U.S. Congress defines

biotechnology

8/3/2019 Ders1-3


BYOTEKNOLOJ ninGeliim Süreci

Eski çada biyoteknoloji- gda, barnma ve

evcilletirme ile ilgili Klasik biyoteknoloji- fermentasyonun gda

üretiminde kullanm ve tp

Modern biyoteknoloji- organizmadakigenetik bilginin manuplasyonu ve genetik mühendislii

8/3/2019 Ders1-3


Biyoteknoloji kavram ne kadar

eskidir ?

8/3/2019 Ders1-3


T armn balangc biyoteknolojinin

balangcdr! Tarmn balangc biyoteknolojinin balangc

olmutur ± 10,000 MÖ

± Tohumlarn toplanmas ve istenilen özellikte bitkilerinyetitirilmesi ± Babiller, Msr ve Romallar çiftlik hayvanlarnn rk

özelliklerini iyiletirmek için çalmalar yapmlardr ± arap ve bira. ~10,000 MÖ ± MÖ 6,000 fermentasyon ilemleri balamtr

MÖ 4,000 Çinliler laktik asit bakterisiyle peynir üretimini gerçekletirmilerdir.

Fermentasyon: glukoz¶un anaerobik dönüümü;ÜRÜNLER??

8/3/2019 Ders1-3


Geliim ve T eknoloji

Ta Devri ± MÖ 6000-4000.

Bronz Ça ±MÖ 3,000 - 1200

Demir ça ± MÖ 1,000 - 500

Endüstri Devrimi ± 1750-1830.

Yeil Devrim ± 1944 ± 1990 l yllar. Genetik Devrim ± 1990 l yllar -

devam ediyor.

8/3/2019 Ders1-3


Ta devri boyuca uygarlnyaylmas 3 ksmdan

gerçeklemitir; Nil deltas,Mezopotamya, and Ürdün.Tarm, el ile ekim, odunlarn sabanolarak kullanm vs

Orak olarak kullanlan ilk araç

çakmak ta

8/3/2019 Ders1-3


T oplumsal Etkileri

Göçebeliin sona ermesi.

± Hayvanlarn evcilletirilmesi. ± Bitkiler

Gelimi gda kaynaklar

Yerleik düzen. Yaam kalitesinin arttrlmas.

Küçük ölçekli ticaret

8/3/2019 Ders1-3


T armn geliimi ve tarihi

Demir ça ± MÖ 1,000 - 500. ± Metal araçlarn tannmas.

± Sulama kanallarnn ve gübrelerinkullanm (China, Egypt, near east)

± Bitkilerin iyiletirilmesi, ekmek yapm, ± Hayvanlarn gda ve i gücü olarak

kullanm. ± Bitkilerin toplanmas ve gen

bankalarnn oluturulmas. ± Hastalk direncine göre seçimi.

8/3/2019 Ders1-3


H ayvanclk ve biyoteknoloji

Gda kaynaklarnnarttrlmas

± Daha geni tarmalan.

± Daha fazla gda.

± Süre?

Popülasyonunarttrlmas.

8/3/2019 Ders1-3


Eski çalarda T arm

Amerikann güneybatsndan Mexicoya gelen AZTEKler.

8/3/2019 Ders1-3


Aztecs

³ According to legend, a special signfrom the gods would show them thesite for their new settlement. This

would be an eagle with a serpent inits mouth, perched on a large cactus.Sometime around 1325, they sawsuch an eagle on an island in the

middle of a lake and settled there.This site, where Mexico City islocated today, became the center of the Aztec world"

8/3/2019 Ders1-3


Aztecs

1519, ~200,000 kii Tenochtitlán.

Bataklk bir alanda tarm.

Yüzen adalar eklinde tarm alanlaroluturuldu

³ Built ³ floating islands´ of dirt piled on bound weeds,

surrounded by canals, fertilized with aquatic weeds and

animal manure´.

8/3/2019 Ders1-3


Aztecs

³Chinampas´

Farkl biyolojik kontrolajanlarna (mikrobiyal) sahiptopraklarn kullanm

8/3/2019 Ders1-3


Aztecs

Çevreye minimum zarar ± Yararl organizmalarn kullanm.

± Tarm alannn bölünmesi.

± ³T hey did not know why the system worked´ .

± Prosesin nesiller boyu devam

8/3/2019 Ders1-3


1800¶ ler Sanayi devrimi

Makinalama.

Biyoteknolojik gelimeler.

8/3/2019 Ders1-3


Modern Genetik

Charles Darwin. ± 1831-1836.

Türler arasndaki farklanmakendiliinden oluur. Adaptasyon yetenei hayatta

kalmay salar.

Sonuçlar: ± nançlarn çatmas. ± Evrimsel geçmi kendi

genlerimiz arasndagerçeklemitir

8/3/2019 Ders1-3


Modern Genetik

Gregor Mendel.1822-1884.

8/3/2019 Ders1-3


Ernst Ruska

Elektron Mikroskobu

8/3/2019 Ders1-3


Alexander Fleming

Penicillin

1928

Biyoteknolojinin en geni alanlarndan biriantibiyotiklerin üretimidir.

Staphylococcus aureus isimli bakterininsebep olduu insan deri hastalnngeliimini inhibe eden Penicillumun kefi

ve saflatrlmas. Antibiyotikler mikroorganizmalartarafndan üretilen ve dier birmikroorganizmann geliimini inhibe edenbileiklerdir. 1940larda, penisilininsanlarda bakteriyel enfeksiyonlarntedavisi için en çok kullanlan ilaç oldu.1950 ve 1960larda, biyokimya ve hücrebiyolojisindeki gelimeler sayesinde farklbakteri sularndan antibiyotikler büyükmiktarlarda saflatrlmtr.

8/3/2019 Ders1-3


1900¶ lerin balarnda

Genetik, moleküler biyoloji ve proteinfonksiyon aratrmalaryla ilgili

gelimeler Watson and Crick-DNA çift heliks

yaps 1953.

Plazmidler, ³self-replicating´,ekstrakromozomal DNA parçalar¶nn bulunmas.

8/3/2019 Ders1-3


Antibiyotik kullanm.

Yeni teknolojiler - radyo, araba,Panama kanal projesi vs.

I. Dünya sava.

³Globalleme´

1900¶ lerin balarnda

8/3/2019 Ders1-3


Y eil Devrim ( 1944-1990 )

1798, Thomas Robert Malthus, ilebirlikte

³Dünyada insan popülasyonunun artnaparalel olarak gda kaynaklarnntükenebilecei fikri´

1940 Gda kaynaklarnn arttrlmas veiyiletirilmesine yönelik çalmalar

8/3/2019 Ders1-3


Rockefeller ve Ford Foundation.

Açln engellenmesi ve ürünkalitesinin art için ± Yeni gda kültivasyon yöntemleri.

± Sulama.

± Gübreleme. ± Pestisit kullanm.

± Mekanizasyon.

Y eil Devrim

8/3/2019 Ders1-3


8/3/2019 Ders1-3


Y eil Devrimin Etkisi

Gda veriminde art.

Yaam standartlarnn art Tüm bunlarn sonuçlar?

8/3/2019 Ders1-3


Y eil devrimin karanlk yüzü

Biyolojik çeitliliin tükenii Loss of biodiversity and food quality - T he spread of Green

revolution hybrids and the associated techniques has resulted inmany fewer varieties of crops being grown. Some crops have seen

upwards of a 90% reduction in crop varieties. Dependence on one

or a few forms of a crop means increased fragility of the

population and impaired ability to improve crops in the future, in

addition to the unmeasurable loss of the contribution of a varied

diet.

Gda kalitesinin azal

8/3/2019 Ders1-3


Y eil devrimin karanlk yüzü

Kirlilik, F ossil fuel dependence - W hile agricultural output increased as a result of

the Green revolution, the energy input into the process (that is, the energy

that must be expended to produce a crop) has also increased at a greater rate, so that the ratio of crops produced to energy input has decreased over time. Green revolution techniques also heavily rely on chemical fertilizers, pesticides and herbicides, some of which must be developed from fossil fuels, making agriculture increasingly reliant on petroleum products.

Pollution - F ertilizer, pesticide and herbicide runoff continue to be a significant source of pollution, and a major source of water pollution.

Although the dangerous, toxic and sometimes cancer -causing pesticides of the early half of the century (like 2,4 ,5-T and DDT ) have mostly been phased out of agricultural usage (although DDT continues to be used in

T hird -world nations), their effects have often not been erased.

Tarmn sanayilemesi.

8/3/2019 Ders1-3


1970 ± 1990

1975, Vietnam sava sona erdi.

Biyoteknolojinin insanolu için yapcve ykc hale dönüümü.

Bilgi ça.

Biyoteknolojinin sanayilemesi.

8/3/2019 Ders1-3


1990 dan bugüne

Hükümete güvensizlik. Biyoteknolojiye güvensizlik. Kiisel salk ve güvenlik. Çevre sal ve güvenlii. Moral ve Etik.

GMO GMO çelikisi. nsan genomunun aydnlatlmas.

8/3/2019 Ders1-3


One F ish, T wo F ish, Red F ish,

Glo F ish

8/3/2019 Ders1-3


Ian Wilmut Klonlama, Dolly

Process of producing a new organism from cells or tissues of existing

organism. 1997 cloned sheep Dolly in Edinburgh Scotland

8/3/2019 Ders1-3


GEN KLONL AMA; genetik mühendisliisayesinde ilgili genler çoaltlarak ve

tanmlanarak bir organizmann DN Asnamanipüle edilmitir.

Bu ilemler Rekombinant DN A Teknolojisi

olarak adlandrlmaktadr. Rekombinant DN ATeknolojisi; insülin, insan büyüme hormonu vekan phtlama faktörü gibi medikal önemiolan çeitli proteinleri üretmek için kullanlr.

Rekombinant DN A Teknolojisi bunlarn dndayüzlerce uygulamaya sahiptir, hastalklaradayankl msrlar, bitkiler, meyve vesebzelerin üretimi bunlardan birkaç tanesidir.

8/3/2019 Ders1-3


Rekombinant DN A Teknolojisi sayesindeinsanlarda genetik hastalk koullarn da içerenbinlerce genin tanmlanmasyla, ÖNEML BR

GELME.1990larda balayan uluslararas nsan GenomProjesi ile Rekombinant DN A Teknolojisi

insanlk için önemli olmutur.nsan Genom Projesinin birincil amac tümgenleri (genom) aydnlatmak, insan hücrelerininDN A sn ve insanlardaki kromozomlarn her

birinin konumunu haritalamaktr. Hastalklarnbelirlenmesi için yeni tan yöntemlerininbulunmas, genetik hastalklarn ortadankaldrlmas ve tedavisi için limitsiz bir

potansiyele sahiptir.

8/3/2019 Ders1-3


8/3/2019 Ders1-3


nsan Genom Projesinin sonucu olarak yakngelecekte bilim ve tptaki gelimelerle insangenetiine ait yeni bilgiler salanacaktr.

nsanlardaki tüm genlerin fonksiyonlarnnanlalmas biyolojideki bilinmeyen veçözülemeyen bir srdr,

Proteinlerinin fonksiyonlarnn ve kompleksyaplarnn belirlenmesi.

8/3/2019 Ders1-3


Multidisipliner bir bilim dal ± Yaam Bilimleri

± Sosyal Bilimler

± Matematik

± Uygulamal Bilimler

Bilgisayar

Mühendislik

Ziraat

Biyoteknoloji: Çok Disiplinli Bilim

Dal

8/3/2019 Ders1-3


Temel bilimler seviyesinde mikrobiyolojik çalmalaryapan bilim adamlar, hastalklarn tedavisinde ajanolarak kullanlabilecek bakterilerdeki gen ve gen

ürünlerini kefedebilirler. Biyokimyasal, molekülerbiyolojik ve genetik teknikler bu genin rolünü daha iyianlamak için kullanlabilirler.

Bu proses ayn zamanda genin sekansn çalmak vegen tarafndan kontrol edilen proteinin yapsnanalizlemek için bilgisayar bilimi kullanlr. Bilgisayarbilimlerinin DN A ve proteinlerle birlikte uygulamas;Biyoinformatik.

lgili genin ayrntl olarak çallmasndan sonra ilaçgelitirme, tarmsal biyoteknoloji, çevre ve su ürünleriuygulamalarnda kullanlabilir. Biyoteknolojinin bir çokuygulamasnn her bir alann bir arada kullanlmasylagerçekletirilecei açktr.

8/3/2019 Ders1-3


Modern Biyoteknolojinin Ürünleri

Mikrobiyoloji, su biyolojisi, bitki biyolojisindebiyoteknolojinin uygulamalar

Biyoteknolojinin ürünleri pek çoktur ancak bir

çok ürün insanlara yöneliktir (Farmasötiklerinüretimi, insan sal için ilaç tasarm).

Amerika Birleik Devletlerindeki biyoteknoloji

irketlerinin % 65ten fazlas farmasötik üretimiyapmaktadr. 1980de Gen&tech insanlk yarariçin biyoteknoloji yoluyla üretilen ilk ilaç olarakdiyabet tedavisinde kullanlan insan insülinini

gelitirdi.

8/3/2019 Ders1-3


Yeni üretilen ilaçlarn neredeyse yarskanser tedavisinde kullanlmaktadr.

AIDS, diyabet, felç ve kanser gibiçeitli insan hastalklarnn tans

ve/veya tedavisinde biyoteknolojik ürünler

8/3/2019 Ders1-3


M odern Biyoteknolojinin Ürünleri

Biyoteknolojinin en çok kullanlan ürünleri gen

klonlanmasyla oluturulan proteinleridir. Bu proteinlerrekombinant proteinler olarak adlandrlrlar çünkü birorganizmadan dierine gen transferini içeren geneklonlama teknikleriyle üretilirler. Rekombinantproteinler insan hastalklarnn tedavisinde kullanlrlar.

ilgili genin belirlenmesi ve hücre kültürü ile bu geninmemeli yada bakteri hücrelerine aktarlmas. Hücrekültüründe hücreler büyümeleri için gerekli olannutrientleri içeren sv kültür ortamnda büyütülürler.Sadece limitli sayda hücre kültür kaplarndabüyüyebileceinden dolay, hücreler fermentöreaktartlrlar ve istenilen genlerin proteinleri ortamdanizole edilir.

8/3/2019 Ders1-3


Using GeneticallyModified Cultured Cells to Make A Protein of Interest (such as insulin)

8/3/2019 Ders1-3


M odern Biyoteknolojinin Ürünleri

Genetik ve doku mühendislii transplantasyoniçin organ gelitirmektedirler.

Suda yaayan organizmalardan üretilen yenibiyoteknolojik ürünler kanser, felç ve artrittedavisinde kullanlacaktr. nsan Genom

Projesinden elde edilen yeni bilgilerle dahasalkl ve insan ömrünü uzatan sonuçlar eldeedilecei beklenmektedir.

8/3/2019 Ders1-3


Etik ve Biyoteknoloji

ETK Biyoteknolojinin etik, yasal ve sosyal bir

karm olmas büyük tartmalarnsebebidir ve dünyadaki bilim adamlar,halk, politikaclar, avukatlar ve dinadamlar tarafndan tartlmaktadr.

Koyun, sr ve maymun gibi memelilerinklonlanmas,

nsanlarda klonlanyor mu ????

8/3/2019 Ders1-3


Biyoteknolojinin Tipleri M ikrobiyal Biyoteknoloji

Mikrobiyal Biyoteknoloji toplumlar etkilemektedir. Bira vearap yapmak için maya kullanm biyoteknolojinin en eskiuygulamalarndandr.

Bakteri ve maya gibi mikroorganizmalarn manüplasyonuylamikrobiyal biyoteknoloji bir çok gdann üretiminde, üretimproseslerinin basitletirilmesinde ve daha etkili ekildeendüstriyel atklarn uzaklatrlmas için daha iyi enzim veorganizmalar üretmitir.

Topraktan mineral eldesi mikrobiyal biyoteknolojinin bir dierörneidir. Ayn zamanda mikroplar insülin ve büyümehormonunu da içeren insan ilaçlarndan olan önemliproteinlerin büyük miktarda üretimleri için dekullanlmaktadr.

8/3/2019 Ders1-3


Organizmik biyoteknoloji- genetik materyali deimemi canl

organizmalar kullanr; Moleküler biyoteknoloji- belirli amaçlar

için genetik materyali deitirilmi

organizmalar kullanr;

± Transgenik organisma

8/3/2019 Ders1-3


Tarmsal Biyoteknoloji

Tarmsal biyoteknoloji; ³ag-biotech´ Genetik mühendisliiyle üretilen daha dayankl bitkiler için

pestisitlere ihtiyaç yoktur. Yüksek protein yada vitamin içeriinesahip bitkilerin ürünleri ilaç gelitirmek için kullanlmaktadr.

Bitkilerin genetik manipülasyonu kurakla dayankl, düük scaklklar tolere edebilen, daha yüksek verimle üretim yapabilengenetik olarak modifiye edilmi bitkilerin üretimi için 20 yl aknbir zamandr kullanlmaktadr. Son 10 yldr farmasötik proteinlerin bir çounun üretiminde de özellikle bitkilerkullanlmaya balanmtr. Ayrca rekombinant proteinlerinüretiminde bitkiler, bakterilere göre daha avantajldrlar.Bakteriyal üretime göre daha düük maaliyet.

8/3/2019 Ders1-3


Tarmsal Biyoteknoloji

Farmasötik ürünlerin kayna olarak bitkilerinkullanm tarmsal biyoteknolojinin bir

uygulamasdr ve genel olarak moleküler farmasötik (molecular pharming) olarak isimlendirilir. Örnein; tütün yenilebilen bir bitkideildir, seçimli ve agronomik çalmalar için

yllardr konu olmutur. Tütün bitkisiyapraklarnda protein üretimi için genetik olarak modifiye edilmektedir ve moleküler farmakolojide uygulama alan bulmaktadr.

8/3/2019 Ders1-3


ayvansal Biyoteknoloji Hayvansal organizmalar önemli ürünlerin eldesi için

³biyoreaktör´ olarak kullanlabilirler. Örnein; keçi, sr, kuzuyada tavuklar tanma ve yabanc maddelerin vücut hücrelerinezarar vermesini engelleme reaksiyonlarnda yardmc, koruyucuproteinler olan antibodiler gibi medikal açdan önemliproteinlerin kayna olarak kullanlabilmektedirler,

Hayvansal organizmalar tarafndan üretilen dier bir çok proteininsanlarda terapötik amaçla kullanlmaktadr ve bu proteinlerinyüzlerce kilogramna ihtiyaç vardr. Büyük miktarlarda üretimgerçekletirmek için bilim adamlar dii transgenik hayvanlarlaçalrlar ve bunlarn terapötik proteinleri sütleriylesalglamalarn salarlar. Transgenik hayvanlara baka birkaynaktan gen salanr. Örnein; phtlamay salayanproteinlerin insan genleri, süt yoluyla bu proteinlerin üretimi içinsrlara eklenmitir,

8/3/2019 Ders1-3


Hayvansal organizmalar ayn zamanda temelbilimler için de önemlidirler. Örnek olarak, biryada birkaç genin defekti sonucunda bu geninfonksiyonunun örenilmesinde yardmc olan knock-out denemeleridir. Bu denemelerin

arkasndaki düünce, bir genin hasarauratlmas ve bunun sonucunda bu geninkaybedilmesiyle hayvandaki fonksiyonlarnnnasl deitiinin belirlenmesiyle genin rolü veöneminin bulunmasdr.

8/3/2019 Ders1-3


Fare ve ratlardaki genlerin bir çoununhayvanlarda ve ayn zamanda insanlardaolmasndan dolay bu ekilde insanlardakigenlerin fonksiyonlarnn aratrlmasnda

hayvanlar kullanlmaktadr.

Ayn ekilde, ilaç ve genetik terapilerhayvanlarda dizayn ve test edilmekte veinsanlardaki uygulamalar için bir modelolmaktadr.

8/3/2019 Ders1-3


ayvansal Biyoteknoloji

1997¶de, Klonlama; Dolly nukleus transferprosesiyle oluturulan ilk hayvandr.

Dolly¶nin kopyalanmas insan klonlanmas hakkndailgi ve korkulara neden olsa da, bilim adamlar genel

olarak bir çok amaç için kullanlacak bu tekniklerineldesi. Örnein; bu teknikler doku reddi olmakszn

insanlara transplante edilebilecek genetik modifiyeorganlarn hayvanlarda klonlanmasna yolaçabilirler. Organ transferine ihtiyaç duyan tüminsanlar için tüm tiplerdeki donör organlarnhazrlanmas salanabilir mi? Herkes bu düünceninçok büyük bir fikir olduuna katlmaktadr.

8/3/2019 Ders1-3


Adli Biyoteknoloji

DNA parmak izi (organizmann tek bir DNA snndedeksiyonu için gelitirilen metod) adlibiyoteknolojide kullanlan temel sistemdir.

Adli biyoteknoloji bir suçu ilemi yada ilememi

kiiye kanunlar uygulayabilmek için DNA¶y temelalan bir yöntemdir. DNA parmak izi, olay yerindekidoku, saç, kan yada vücut akkanlarndan herhangibirini eser miktarda kullanarak analiz yapabilir. lk defa 1987 ylnda ngiltere¶de kullanld, günümüzde

rutin olarak suçlularn aratrlmasndakullanlmaktadr.

8/3/2019 Ders1-3


DNA parmak izi ayn zamanda babalk testlerinde çocuun babasnn kesin olarak belirlenmesi ve insan kalntlarnn

tanmlanmas gibi baka uygulamalarda dakullanlmaktadr. DNA parmak izi ayn zamanda

hastalklarn yaylmasn takip etmek vekesinletirmek için de kullanlmaktadr. Buyöntem ayrca AIDS, menenjit, tüberküloz,gibi hastalklarn takibinde ve E. coli gibipatojenlerle kontamine olmu etlerinbelirlenmesinde uygulama alan bulur.

Adli Biyoteknoloji

8/3/2019 Ders1-3


Biyoremediasyon- biyolojik proseslerin çevresel problemlerin

çözümünde kullanm Biyodegredasyon- HK

materyallerin metabolize

edilebilmesi içinmikroorganizmalarn doalmetabolik faaliyetlerinin kullanm

Biyoyklabilirlik??

Biyogeri kazanm(Bioremediation)

i i k

8/3/2019 Ders1-3


Biyogeri kazanm (Bioremediation)

Çevre kirliliine yol açan insan yapm veya doal

bileiklerin degredasyonu ve ilem görmesine yönelik olarak kullanld alanlardan bir tanesidir. Endüstriyel atklardan kaynaklanan çevreye zarar

verici maddeler biyogeri kazanm yoluyla

temizlenirler. Biyogeri kazanmdaki bir çok prosesmikrobiyal biyoteknolojiyle iliki içindedir. 1970¶lerdegenetik modifiye mikroorganizmalar ilk kez USA dapatent alnmtr. Ham petrol yandaki bileenlerindegredasyonunu gerçekletiren bakteri türü

gelitirilmitir. 1989 ylnda Alaska da biyogeri kazanma yönelik çok fazla çalma yaplmtr

8/3/2019 Ders1-3


Alaska topraklarnda zaten bulunan ya degredeedebilen bakterilerin geliimi stimüle edilerek bir çok bölge kimyasal temizleme ajanlarna kyasla 3 katdaha hzl bir ekilde temizlenmitir. Ayrca, temizlik ürünleri çevre kirliliine yol açmakta olduundan budezavantaj ortadan kalkmtr.

Ayrca evsel ve endüstriyel atklardan kaynaklananaltn, gümü, kobalt, nikel ve çinko gibi metallerin

çevreden uzaklatrlmas da biyogeri kazanm yoluylaolmaktadr. Yine, mikrobiyal biyoteknoloji buproseslerde önemli rol oynar.

Biyogeri kazanm (Bioremediation)

8/3/2019 Ders1-3


Yalarn çevreden artm

Atk su artm

Ar metal uzaklatrlmas

Kimyasal degredasyon

8/3/2019 Ders1-3


Fitoremediasyon-Adsorbsiyon ve degredasyon

± Ar metal, pestisit, patlayc vb.

S Bi t k l ji i

8/3/2019 Ders1-3


Su Biyoteknolojisi Su biyoteknolojisinin en eski uygulamalarndan bir

tanesi aquakültürdür. Besin kayna olarak kontrollükoullarda balk ve kabuklu deniz ürünlerininartrlmasna yönelik çalmalar yaplr. Alabalk, somonve kedi bal Amerika¶daki önemli aquakültürlerdir.Aquakültürlerin özellikle gelimi ülkelerde önemi

artmaktadr. u an insanlar tarafndan tüketilenbalklarn % 30¶u aquakültürle üretilmektedir. Son yllarda su biyoteknolojisinde yeni gelimeler

olmaktadr. Somon bal ve dier balklara enfekte olanvirüslere kar alar ve hastalklara dayankl istiridye

türlerinin gelitirilmesi için genetik mühendisliikullanlmaya balanmtr.

Su Biyoteknolojisi

8/3/2019 Ders1-3


Su Biyoteknolojisi Büyüme hormonuna sahip transgenik somon balklar ksa

büyüme periyotlarnda üretilmilerdir ve bu ekilde daha ksasürede daha büyük somon balklar üretilerek kar elde edilmitir.

Okyanuslarda su bakterileri, alg, kabuklu deniz ürünleri, balklarekstrem koullarda yaamaktadrlar.

Çok derinlerde ekstrem souk ve basnç koullar, yüksek tuzluluk ve dier farkl çevresel koullar çok sert bariyerlerdirancak sudaki organizmalar bu zorlu çevresel koullara adapteolmulardr. Sonuçta, bu tip organizmalar insanlarn yararnakullanlabilecek yeni genler, proteinler ve metabolik prosesler için

zengin ve çeitli kaynaklardr. Örnein; deniz planktonlar vesalyangozlarn baz türleri anti-tümör ve anti-kanser molekülleriaçsndan zengin kaynaklardr.

8/3/2019 Ders1-3


M edikal Biyoteknoloji laçlar ve rekombinant proteinler gibi bir çok

biyoteknoloji ürünü insanlara yönelik medikaluygulamalar için üretilmitir; Koruyucu ilaçlardansalk ve hastaln tehisine kadar tüm alanlardamedikal biyoteknolojinin uygulamalar vardr.Dünyada 325 milyondan fazla insan biyoteknolojik ilaçve alardan yardm almaktadr.

Yeni genlerin kefi, genom projesiyle ilgili yeni bilgiler,defektif genler ve orak hücre anemisi, Tay-Sachs, sistik fibroz, kanser nedenleri ve ksrlk tipleri gibi bir çok

genetik hastaln detaylar bilim adamlar tarafndantanmlanmaktadr.

M dik l Bi k l ji

8/3/2019 Ders1-3


nsan Genom Projesi ayn zamanda defektif genleri vegenetik bozukluklar belirlemek için yeni teknikleringelitirilmesine neden olmutur.

Gen terapisi uygulamalar, genetik hastalk koullarnda hastaya normal bir genin eklenmesi yadahastalk yapc genle normal genin yer deitirilmesieklinde yaplr. Yakn gelecekte bu teknolojilerindaha geni bir ekilde uygulanaca ümitedilmektedir.

M edikal Biyoteknoloji

8/3/2019 Ders1-3


Kök hücre teknolojileri medikalbiyoteknolojinin en yeni, en umut verici

uygulamalarndandr. Kök hücreler olgunlamam hücrelerdir,

bunlar gelierek ve özelleerek sinirhücreleri, kan hücreleri, kas hücreleri ve

vücuttaki dier tip hücrelere dönüür.Kullanmlarna yönelik tartmalarbilimsel, etik ve legal olmak üzere bir çok alanda yaplmaktadr.

M edikal Biyoteknoloji

8/3/2019 Ders1-3


Düzenleyici Biyoteknoloji

Endüstriyi yöneten düzenleyici proseslerdir.Farmasötik irketler ürünlerin etkinlii vegüvenliini maksimum düzeyde tutarak spesifik yöntemlerle ilaçlar üretmektedirler;biyoteknolojik ürünlerin bir çoukullanlmadan önce dikkatlice kontroledilmektedirler.

Düzenleyici proseslerin içerdii iki önemliparametre;kalite garantisi (QA) ve kalite kontroldür(QC).

8/3/2019 Ders1-3


Kalite garantisi ölçümleri bir ürününson kalitesinin düzenlenmesini içerir.Kalite kontrol prosedürleri; QA¶nniçerdii lab testleri ve prosesgörüntülenmesinin bir parçasdrlar.

Dizayn edilen QA ve QC prosedürleribaz standartlarn salanmas vepatentlerin verilmesin de önemli olankriterlerdir.

Düzenleyici Biyoteknoloji

8/3/2019 Ders1-3


Biyoteknoloji ³Büyük Resim´

Biyoteknolojinin birbirinden uzak farkltipleri tanmland halde; birbirinden farklve iliki içinde olmadklarnn düünülmemesi

gerekir. unu hatrlatmak önemlidir: Biyoteknolojinin tüm alanlar birbiriyle iliki

içindedir. Örnein; biyogeri kazanmuygulamalarnda çevresel kirlilikleri

temizlemek için arlkl olarak mikroblarkullanlr (mikrobiyal biyoteknoloji). Aynzamanda medikal biyoteknoloji derekombinant proteinlerin üretimi için

mikroorganizmalar kullanr.

Yeni biyoteknoloji yüzyl

8/3/2019 Ders1-3



Tarih 2001 ylnn biyoteknoloji için dönüm noktasolduunu göstermektedir. ubat 2001¶de, dünyacaünlü moleküler biyologlar insan genomu ile ilgiligelimeleri duyurdular, nsan Genom Projesiaçklanm oldu. Genetik kodlarmzn yaklak olarak

%95¶i tamamlanmt. Bir çok genin DNA dizisitanmlanmt. nsan geninin tahmin edildii gibi100,000 genden deil 35,000 genden olutuu anlald.

nsan genomundaki kromozal yerleimler vesekanslama çalmalar insan genetiinin ne kadarkompleks olduunun anlalmasnda yardmcolmutur.

8/3/2019 Ders1-3


Moleküler biyolojideki temel çalmalar insangenlerinin fonksiyonlar ve genleri düzenleyenkontrol faktörleri daha iyi anlalmalarn

salayacaktr, canl hücrelerin aktiviteleri nasletkilenir, normal ve defektif genler nasl hastalk yapc olabilirler anlalacaktr. nsan genlerininanlalmas ayn zamanda insan evrimçalmalarna ve empanze, bakteri, ku ve dier

türlerle bizim genlerimiz arasnda karlatrmayaplmasna yardmc olacaktr.



8/3/2019 Ders1-3


nsan genetik hastalk koullarnn anlalmas; laçtasarm.

nsan Genom Projesi defektif genlerin anlalmas içinbasit ve hzl bir yol mudur? nsan genomu hemenmedikal problemleri çözebilen ³biyolojik kristaldeildir´. Tüm insan genlerinin tanmlanmas genlerinsalk ve hastalktaki durumlarnn anlalmas için

sadece balangçtr. Bu projenin tamamlanmasndaönemli bir alan da Proteom dur. Proteom insan hücrelerinde aktiviteden sorumlu

proteinlerin toplanmasdr.

nsan Genom Projesi tamamland halde insangenlerinin fonksiyonlar, genler ve proteinlerinhastalklara nasl sebep olduu

nsan genomu ve insan proteomunun tanmlanmas21¶inci yüzyl bilimsel keifler için önemli bir zaman

yapmaktadr.


G P j i d l

8/3/2019 Ders1-3


nsan Genom Projesinden nasl faydalanlabilir? Problem; standart yada önceden hazrlanm ilaçlarn

tedavi için etkin olmamas. Genom bilgileri genetik hastalklarn hzl, duyarl ve erken tan ve tedavisineolanak salayacaktr. Yeni, daha güvenli ve daha etkili

koruyucu ilaçlar gelitirilecektir. Genetik hastalklarn tedavisinde büyük önem tad

umulan dier bir alan da tek nukleotidpolimorfizmleridir (SNPs). SNP¶leri kiiden kiiyedeien, DNA dizisindeki tek nukleotid farklanmas

yada mutasyonlardr nsanlardaki genetik varyasyonlar için en genel örneklerden biridir.

8/3/2019 Ders1-3


nsan Genom Projesinden nasl

8/3/2019 Ders1-3


nsan Genom Projesinin amaçlarndan bir tanesiSNP¶leri tanmlamak ve insan genomunun SNPharitalarn oluturmaktr.

Farkl SNP¶ler için DNA testleri yaplmaktadr. Hastann kanndan alnan örnekten DNA izolasyonu

ve DNA mikroarraylerine uygulanmas. Mikroarraybinlerce DNA dizisi içerir. Sofistike bilgisayar

analizlerinin kullanmyla hastalkl DNA vemikroarraydeki DNA karlatrlarak hastadakiSNP¶ler analizlenir.

nsan Genom Projesinden nasl faydalanlabilir?

G P j i d

8/3/2019 Ders1-3


SNP¶lerin kefi farmakogenomik olarak

adlandrlan bir alana öncülük eder vebiyoteknolojinin yeni bir tipi oluur.Farmakogenomik tpla ilikili içindedir, ilaçterapisini içerir ve hastann genetik profilinitemel alarak tedavi yöntemi belirler.

nsan Genom Projesindennasl faydalanlabilir?

G P j i d l

8/3/2019 Ders1-3


Farmakogenomik uygulamas; Artritin baz kiilerde ailesel olduunu, erken

saptanabileceini ve artritin farkl formlarnn farklgenlerden kaynaklandn bilmekteyiz.

Hastalar için basit kan testleri SNP ve mikroarrayanalizleri için DNA hazrlama amacyla kullanlabilir.

SNP ve mikroarray bilgileri artritin formunu tespitinisalar. Bu genetik bilgiyle ilaç tedavisinin yöntemi

belirlenebilir. Farkl genetik profili olan artrit hastasiçin ise farkl bir tedavi yöntemi uygulanabilir. te budurum farmakogenomiin uygulamasdr.


G P j i d l

8/3/2019 Ders1-3


Farmakogenomiin ayn prensibi kanser gibihastalklara da uygulanabilir. Bilindii gibi farkltiplerde kanserlerin tedavisi için bir çok ilaçkullanlmakta ve kemoterapi olarak bilinmektedir.Kemoterapi kanserli hücrelerin yannda normalhücreleri de etkilemektedir.

Eer yalnzca kanser hücrelerini etkileyebilecek ilaçlar

gelitirilebilirse dier dokulardaki normal hücreleretkilenmeyecektir.


8/3/2019 Ders1-3


Gen terapisi; Gen terapi teknolojileri bir genin normalkopyalaryla defektif genlerin yer deitirilmesinikapsar.

nsan hücrelerindeki salkl genleri tamas için

virüslerin kullanm gibi çeitli yöntemler Parkinson gibi sinir sistemi hastalklar ve baz kan

hastalklarnn tedavisi için umut verici teknolojilerüzerine çalmalar devam etmektedir.

Engeller??? salkl genler vücutta bütün hücrelere nasldalabilirler? Genler insan vücuduna yerletirildiktensonra normal bir protein üretildiinden nasl emin

olabiliriz?


8/3/2019 Ders1-3


Gelecekte, kök hücre teknolojileri hastalklarntedavisi için umut verici alanlardan birisidir. Kök hücreleri olgunlamam ve cilt, kas, karacier,böbrek ve kan hücreleri gibi farkl tipte hücreler

oluturabilen yaplardr. Çou kök hücreleriembriyodan oluur (Embriyonik kök hücreleri: EShücreleri).

Baz ES hücreleri yeni doan bebeklerin göbek ba kanndan izole edilebilirler. Yakn zamandabilim adamlar yetikin insan dokularndan da kök hücrelerini izole edebilmilerdir (Yetikin türevlikök hücreleri:ASCs).


nsan Genom Projesinden nasl

8/3/2019 Ders1-3


nsan Genom Projesinden nasl faydalanlabilir? Kök hücrelerinin cilt hücreleri, kan hücreleri,

nöronlar, dokular, tüm organlarn geliimi, retina,karacier ve pankreas gibi zarar görmü yada ileviniyitirmi doku yada organlarn yerine kullanmlartasarlanmtr ³Canlandrc ilaç´ deyimi bu yaklamtanmlamak için kullanlmaktadr.

Farmakogenomik, gen terapisi ve kök hücreteknolojileri bütün genetik problemler için çözüm

deildir, ancak genetik teknolojisindeki hzlilerlemelerle imkansz gibi görünen bir çok problemgelecekte çözülebilecektir.

8/3/2019 Ders1-3


Biyoteknolojinin Çalma Gücü

8/3/2019 Ders1-3


iyotek oloji i Çal a Gücü

nsan Genom Projesindeki yeni bulgular biyoteknoloji

irketleri ve çalanlar için yeni olanaklar salamtr. Biyoteknoloji bilim adamlarnn DNA dizi verileri, SNPs

ve mikroarraylerden elde edilen gen ekspresyon verileri,protein yap analizi ve DNA¶dan elde edilen bilgisayarmodelleme verileri ve moleküler biyoloji çalmalarndakullanlan kimyasal veriler gibi birçok kaynaktan analizverilerine ihtiyac olacaktr.

Biyoteknolojinin çalma gücü bilimin farkl bir çok disiplinlerindeki yetenekli insanlarn katlmlarna

baldr. Dünyadaki biyoteknoloji irketlerinin says 54 ülkede4,900¶ün üzerindedir. Bunlarn ileri gelenlerinin birçou Amerika¶da bulunmaktadr

8/3/2019 Ders1-3


Biyoteknolojide i alanlar

Amerika¶da biyoteknoloji endüstrisinde180,000¶nin üzerinde insan çalmaktadr.Biyoteknoloji; temel aratrmalar ve yeni

sistemler gelitirmek için laboratuarteknisyenleri, bilgisayar programclar,laboratuar yöneticileri ve sat ve pazarlamapersonelleri gibi çeitli disiplinlerden

çalanlara ihtiyaç duyar. Bunlarn tümübiyoteknoloji için esansiyeldir.


8/3/2019 Ders1-3



Aratrma ve gelitirme Ar-Ge¶de çalan personelin çounluu kimya, biyoloji

ve biyokimyada lisans veya doktora düzeyindedir. Aratrma görevlisi ve yardmc aratrmaclar

deneyimli bilim adamlarnn danmanlndadenemelerini sürdürürler. Bu pozisyonlar için kimyaveya biyolojide lisans yada yüksek lisans düzeyindeeitim istenir. Aratrma görevlileri yada yardmcaratrmaclar dierleriyle ortak çalmalar yaparlar.

Bu çalmalarda bilimsel literatür, teknik rapor, labprotokollar ve bilgilerin özetlenmesine de ihtiyaçduyulur.


8/3/2019 Ders1-3



Aratrmalarn planlanmas, konferanslara katlm,

patent uygulamalar, gelime raporlarnn yazlmasnkapsar. Tanmlanan i alanlar firmadan firmayadeiiklik gösterebilir.

Biyoinformatiin hzla gelien alan; bilgisayarlarnDNA ve protein verilerini depolamasnda kullanm,bilgisayar programlamas, istatistik ve biyolojininanlalmasn gerektirir. Biyoinformatikteki çouuzman kendini moleküler biyolojide gelitirmibilgisayar mühendisleri ya da kendini bilgisayarbilimi, veri taban analizi ve matematikte gelitirmimoleküler biyologlardr.


8/3/2019 Ders1-3


nsan Genom Projesinden elde edilen verilerin büyük miktar biyoteknoloji ve biliim teknolojilerininbirleimi ile sonuçlanacaktr. Biyoinformatik uzmanlaranaliz yapmaya, organize olmaya ve DNA ve proteinsekans bilgisini paylamaya ihtiyaç duyarlar. nsan

genomu 3 milyar baz çifti içerir ve farkl türlerden eldeedilen dier sekans veri bazlarnn binlercesi her günveri tabanlarna eklenmektedir.

Güçlü veri sistemleri biyoinformatik pazarna girmeyebalamtr. Nöral donanm gibi bilgisayar modellemearaçlar SNP markerlar ve hastalk durumu arasndaörnek tanmlamas için biyoinformatik uzmanlartarafndan geni çapta kullanlrlar.



8/3/2019 Ders1-3


Üretim Üretimde yine farkl kadrolar bulunmaktadr.

Danman pozisyonunda çalan kiilerin irkettarafndan üretilen ürünlerin tipi veya ürün üretimi

konusunda birkaç yl deneyimli ve biyoloji yadakimyada lisans ya da master diploma derecesinesahip olmas istenir.

Ayrca üretim kimya, elektrik, çevre veya endüstrimühendislii üzerine eitim alm bir çok mühendiseihtiyaç duyulur. Mühendislik pozisyonlar içingenellikle lisans derecesi ve özellikle kimyada yüksek lisans derecesi istenmektedir.


8/3/2019 Ders1-3


Kalite güvence ve kalite kontrol

Biyoteknolojiyle elde edilen bir çok ürünGda ve laç Yönetimi (FDA), ÇevreKoruma Ajans (EPA) ve BirlemiMilletler Tarm Departman (USDA) gibi

federal ajanslar tarafndan kontroledilirler ve üretimin onaylanm kesinmetotlarla yaplmas istenir.


8/3/2019 Ders1-3


Sat ve pazarlama Sat ve pazarlama, medikal enstrümanlardan

ilaçlara biyoteknoloji ürününün her çeidi içinönerilen kritik bir alandr. Sat ve pazarlamada çalan bir çok kii bilimdallarnda ve biyoteknolojide bilimsel proseslerle ilikili olan iletmede çalmakursuyla kombine edilmi alanlarda veya pazarlama alannda lisans seviyesinde eitimalmlardr.


8/3/2019 Ders1-3


Biyoteknoloji endüstrisinde trendler

Biyoteknolojide kariyer olasl çok yüksektir. 1992¶den bu yana endüstri 3kat daha fazla büyümütür.

Biyoinformatik, proteomik ve genomçalmalarndaki açk pozisyonlar çok fazladr.


ders1-3

Documents