Biyoteknolojinin Tanımı ve Günümüzdeki Önemi

İnsan soyu, bugünkü teknolojik ve bilimsel olgunluğa erişinceye kadar geçen sürede, kendi yaşamını iyileştirmek için pek çok araştırma ve çalışmalar yapmıştır. Çünkü, dünyada zekasını kullanarak somut işler yapma yeteneğine sahip tek canlı insandır.
Dünden bugüne insanoğlu, bitki ve hayvanları ıslah etmiş. Daha iyi meyve, daha çok süt, yumurta ve et elde etmek için onların kuşaklarını kültürel yöntemler kullanmak suretiyle iyileştirmeye çalışmış ve büyük ölçüde de başarılı olmuştur.
Bir rastlantı sonucu bulunan kimera (aşı tekniği) ile, iyi meyve veren bitkiden alınan bir kromozomun yada bir parçanın, ayrı bitkiye aktarımı sayesinde daha verimli türler elde edilmiştir. İlk defa Mısır ve Meksika`da yapılan yapay tozlaşma ve hayvan çaprazlamaları gen teknolojisinin ilk aşaması olup, günümüzde yeni teknikler sayesinde halâ güncelliğini korumakta, biyoteknoloji ve gen mühendisliğinin önemi daha da artmaktadır.
Önceleri birkaç araştırmayla başlayan biyoteknoloji, şimdi yavaş yavaş bir sektör haline gelmektedir. Birçok tıbbi bitki ve hayvanın üretim, çeşitli antibiyotik, aşı, interferon, pestisidlerin üretimi insandaki zararlı genlerin ayıklanması, pek çok alanda biyoteknolojik yöntemlerden yani biyoteknolojiden yararlanılmaktadır.
Önceleri, kalıtsal materyalin rastgele değişimlerinin arasında amaca uygun olanlar deneme yanılma yoluyla seçiliyordu. Ancak 1950`li ve daha sonraki yıllarda DNA ve işlevi aydınlanınca biyoteknolojik uygulamalar, plânlanmış ve bir amaca yönelik olarak yapılmaya başlanmıştır. 1980`li yıllarda, kalıtsal dizilimin üzerinde ayrıntılı inceleme yapmak, DNA`daki baz sırasının bir kısmını değiştirmek bir kısım bazları çıkarmak yada DNA`ya yeni bir baz dizilişleri eklemek olanağı, yeni geliştirilen teknikler sayesinde mümkün olmuştur.
DNA`daki baz dizilimi sırasının, yapısının ve yerlerinin bilinmesi yani DNA`daki genlerin nerede olduğunu saptanması insan oğluna ne yarar sağlar?
Bu sırasının bilinmesiyle, insanda çeşitli kalıtsal hastalıklara neden olan bir takım genler bu sayede DNA`dan çıkarılır ve yeni neslin daha sağlıklı olması sağlanabilir. Doğum öncesi yada sonrası oluşabilecek başka hastalıklara neden olan genler zararsız hale getirilebilir. Söz gelimi zeka üzerine etki eden genler iyileştirilebilirse, Einstein gibi gelişmiş zekaya sahip bilim adamlarının ortaya çıkışı sağlanabilir. Bitkilerde ve hayvanlardaki bazların dizilişinin anlaşılması ve genlerin saptanmasıyla da daha verimli ırklar elde edebiliriz. Bunlar daha sonrada ticari olarak yetiştirilerek gerek aile gerekse ülke ekonomisine katkılar sağlayabilir. Normalde 100 kg. elma veren bir elma ağacından, iyileştirmeyle 500 kg. elma alındığını, bir tavıktan haftada 25 yumurta alındığını, bir süt ineğinden günde 100 kg. süt alındığını, çok güçlü atların yetiştirildiğini, hatta daha da ileriye giderek insanların angarya işlerini gören ve günümüzdekine göre daha ileri zekalı maymunların yetiştirdiğini, tarlalara zarar veren böceklerin genleriyle oynanarak onların zararsız hale getirildiğini düşünün. Ancak şimdiye kadar bahsettiklerimiz hep iyimser düşüncelerdir. Bilim adamları bu genlerle inceleme yaparlarken mutant canlılar meydana gelebilir. Söz gelişi daha uzun boylu insanlar, daha saldırgan, daha savaşçı olan ve sadece belirli emirlere uyan mutant insanlar meydana gelebilir. Bu çalışmaların kötü niyetli kişilerce, kötü maksatlara alet edilmesi dünyada kaosa neden olabilir. Dev fareler, daha da zararlı ve büyük böcekler, başka başka çeşitli zararlı kalıtsal hastalıklarda görülebilir. Bunların bazıları çoğu kez filmlere konu olmuştur. faka bu tip olaylarda olasıdır.
Yukarıda bahsedilen bu olayların tümüyle biyoteknolojik ve genetik mühendisliği ilgilenmektedir. Böylece, biyolojik yapının yada bir işleyişin, geniş çaptaki sanayi üretiminde kullanılması ve bunlardan yarar sağlanması girişimleri biyoteknoloji bilimini ortaya çıkarmıştır. Gelecekte, temel hak ve özgürlüklerden, tüm toplumsal ilişkilere kadar her dalda biyoteknolojiden yararlanmak mümkün olacaktır. Bu bilime yetersince önem vermeyen ülkeler kısa zamanda çağın gerisinde kalacaklardır.
O halde biyoteknoloji tanım olarak, mikroorganizmaların, hücrelerin ve doku kültürlerinin ve bunların çeşitli kısımlarının teknik uygulama potansiyelinden yararlanmak amacıyla biyokimya, mikrobiyoloji ve mühendislik bilimlerinin birleşik bir uygulamasıdır. Biyoteknoloji diziplinli bir çalışmadır. Biyoteknolojinin özellikleri aşağıdaki gibi şematize edilebilir.
Büyoteknoloji ve genetik mühendisliği çoğu kez aynı anlamda kullanılmasına karşın; genetik mühendisliği genetik materyaldeki çeşitlendirmeleri ve değişiklikleri ifade ederken, biyoteknoloji, biyolojik bir sistemin yada yapının endüstriyel boyutta kullanılması yoluyla üretim anlamına gelir. Bir başka anlatımla biyoteknoloji, genetik mühendisliği, yöntemlerini araç olarak kullanan bir teknolojidir.
A. Klâsik Biyolojik Yöntemler
Biyoteknolojik uygulamaların temeli çok eski yıllara dayanır. Sirkenin yaklaşık 7 bin yıl önce Mezopotamya`da bakteriler yardımıyla şaraptan üretilmesi 19. yy`da Pastör`ün mayalanma konusundaki çalışmaları klâsik biyolojik yöntemlere örnektir. Yine R. Koh`un bakterilerin insan hastalıklarındaki rolünü bulması bağışıklık sisteminin keşfedilmesi ve sonuçta aşıların bulunması tıpta mikrobiyolojinin ilerlemesine olanak tanımıştır.
Klâsik biyolojik yöntemlerdeki en önemli uygulama penislinin ilk antibiyotik olarak hastalıkların tedavisinde kullanılmasıdır. Bunu streptomisin üretimi konusundaki araştırmalar izlemiştir. Ayrıca bitki steroitlerinin memelilere ait hormonlara dönüştürülmesi tıpta önemli ilerlemelere neden olmuştur. son 30 yıl içerisinde şuruplar ve polisakkaritler üretilmiştir. Ayrıca ilaçlar, besin tatlandırıcı ve renklendiricileri doğrudan bitkilerden elde edilmektedir. Önceleri verimli ırklar arasında melezleme ve seçim tarzında ıslah çalışmaları yapılmaktaydı. Yani yapılan çalışmalar, bir tek özellik bakımından saf ırk elde etme yada üstün özellikleri ortaya çıkarma şeklindeydi. Ancak geleneksel olarak yapılan bu tip ıslah yöntemlerinde hem başarı oranı düşük olmakta ve hem de çok uzun zaman almaktaydı. Verimi arttırmak için, seleksiyon (seçilim) ve melezleme, organ transplantasyonları, kan nakilleri ve ışınlama gibi yöntemler kullanılmaktaydı.
B. Biyoteknolojik Yöntemler
İnsanlar bitkilerin ve hayvanların genetik bilgilerini taşıyan moleküllerini etkileyerek ekonomik ve verimli ırklar üretme çabasındadır. Bu amaçla geliştirilen tekniklere biyoteknoloji denir. Biyoteknolojik yöntemlerin çoğunluğu substratın, mikroorganizmalarca ürününe dönüştürülmesi şeklinde gerçekleştirilir. Mühendislik hizmetleri, daha sonraki üretim yöntemlerini ve öteki işlemleri içerir. Burada ürün biyokütle yada hücrelerin metabolik ürünü yada biyotransformasyon ürünü olabilir.
Biyoteknolojik üretimde en etkin görev, mikroorganizmalarındır. Bunlar çeşitli şekillerde izole edilebilirler. Yöntemin geliştirilmesi sırasında, bir yandan seleksiyon ve mutasyon ile diğer yandan substratın iyileştirmesiyle ürün verimi yükseltilmeye çalışır.
Biyoteknolojik yöntemler sağlık ve gıda sanayiinde ayrıca veteriner hekimlikte ve mikrobik hastalıkların teşhisinde de kullanılmaktadır. Sağlık hizmetlerinde kullanılan biyoteknolojik yöntemler iki başlık altında toplanabilir. Bunlar, melezleme tekniği ve bağışıklık meydana getiren maddelerin tespiti yöntemleridir.
Melezleme tekniği ile hastalıklı doku ve organlarda yada hücre kültürlerinde hasta organların genetik maddeleri (DNA, RNA) ortaya konur. Daha sonra hastalık yapan mikroorganizmaların yapılarındaki antijenik proteinler saf olarak elde edilir. Sonuçta, bu hastalık yapan etkenlere karşı tedavi yöntemi izlenir.
Biyoteknolojinin son dönemdeki adı, “Yeni Biyoteknoloji”dir. Yeni biyoteknolojinin amacı, bir canlının belirli özelliklerini kodlayan genetik bilginin, bir başka canlıya naklidir. Böylece, nakledilen bilgi ilgili özellikler ikinci canlı tarafından yerine getirilir. DNA molekülünün yapısı üzerinde yapılan bu değişiklikle (gen eklenmesi yada gen çıkarılması), amaca yönelik üretim yapılabilir. Örneğin, şeker hastalığında kullanılan insülini kodlayan genetik bilgi uygun bakterinin DNA`sına eklendiğinde, o mikroorganizma şeker hastalığını kontrol eden insülini üretir. İnsülin elde eskiden pahalı idi, gen nakli sayesinde insülinin fiyatı oldukça düşmüştür.
Gıda sanayiinde, peynir üretiminde atık suların artımında ve artıkların değerlendirilmesinde, meyve sularının berraklaştırılmasında biyoteknolojiden yararlanılır. Söz gelimi, peynir mayasının DNA`sına uygun şifre aktarımıyla daha kaliteli peynir elde edilebilir. Yada pis sulardaki bakterilerin DNA`sına konacak uygun bir şifreyle sudaki toksik maddelerin bu bakterilerce zararsız hale dönüştürülmesiyle arıtım sağlanabilir.
Biyoteknolojik yöntemlerle üretilebilecek bazı ürünler şunlardır:
Alkollü içkiler
Süt ürünleri
Ekmek, sirke, limon tuzu, alkol ve aseton gibi mayaların ürünleri
Penisilin ve türevleri
Virüs aşıları
Aerobik su arıtımı
Deterjanlar için leke çıkarıcı olan enzimler
Anaerobik sı arıtımı (Biyogaz üretimi)
Hayvan aşıları
İnsan insülini
Büyüme hormonları
İnterferon
II. Genetik Mühendisliği
Biyolojik Yapıların Gen Düzeyinde Islahı
Günümüzün en önemli bilim dallarında biri genetik mühendisliğidir. Genetik mühendisliğin, biyoteknoloji teknikleri uygulanarak yapılan çalışmalardır.
Genetik mühendisliğinin temelini, biyolojik yapıların gen düzeyindeki ıslahı oluşturur. Islah, istenmeyen özelliklerin ayıklanıp amaca yönelik olanların bir araya toplanması yada canlının kendi yapısında bulunmayan bir özelliği başka bir canlıdan nakil yoluyla kazanmasıdır. Bu yararlı özellikler, gelecekte insanların genomunda toplanırsa, yaşlanma süreci geciktirilebilir, daha üstün zekâlı bireyler yetiştirilebilir. Zararlı genlerin ayıklanmasıyla da Akdeniz anemisi, diyabet, fenil ketonüri vb. birçok kalıtsal hastalık tarihe karışabilir.
1997`de Texsas Üniversitesinden iki bilim adamı, insan hücrelerinin sürekli kendini yenilemesini sağlayan ve vücudu kanser gibi ölümcül hastalıklarından koruyan bir enzim buldular. Bu enzim hücrelerin yaşlanma sürecini engellediği için hücreler uzun süre genç kalmaktadır. Telomeraz adı verilen bu enzim kromozom uçlarındaki genetik kodların yenilenmesini ve hücrelerin insan yaşamı boyunca bölünme özelliğinin korumasını sağlayan bir enzimdir. Telomeraz belki de, hücrelerin ölmesini engelleyen ilaçların öncüsü olabilir.
Bugün DNA araştırmaları olmasaydı genetik mühendisliği de ortaya çıkmazdı. Bir organizmadan bir geni alıp diğerine yerleştirmek için aşağıdaki yöntemleri uygulamak gerekir:
• Hücrelerden kromozom yağılarının ayıklanarak saf DNA moleküllerini elde etmek
• DNA`yı keserek o genin etrafındaki genlerden ayırmak
• DNA dizisini okuyabilmek yada analiz edebilmek
• Yalıtılmış bu geni taşıyacak bir aracı bulmak
• Bu genin yerleştirileceği organizmanın DNA`sıyla birleştirebilmek
Bu yöntemlerin hemen hepsi artık bilimin hizmetine sunulmuştur. DNA moleküllerinin en önemli özelliğinin kendini eşlemek olduğunu dördüncü bölümde öğrenmiştiniz. Bu olay, deney tüpünde de gerçekleştirilebilir. Bunun için canlı hücrelerdeki şartların yapı taşlarının ve enerjinin sağlanması gerekmektedir. DNA zincirlerinin kırılması ve farklı DNA parçalarının birbirine bağlanması sonucunda yeni bir DNA molekülünün ortaya çıkması olayına rekombinasyon ve bu yolla meydana gelen yeni DNA`ya da yeni bileşimli DNA (rekombinant DNA) denir.
Rekombinant DNA, deyimi farklı biyolojik kaynaklardan elde edilen DNA moleküllerinin yerleşmesinden oluşan yapı anlamına gelir ve tamamen yapay olarak gerçekleştiğinden, normal kronsing over sonucu oluşan rekombinant DNA`dan farlıdır.
Bugünkü laboratuar ortamında DNA`ların restriksiyon endonükleaz enzimleri aracılığı ile kesilip, DNA ligaz enzimiyle tekrar bağlanması mümkündür. Böylece rekombinant DNA (r DNA), uygun bir konakçıda çoğaltılabilir.
Genetik Mühendisliğinin uygulanma alanımı aşağıda verilmiştir;
Endüstride uygulanması:
Rekombinant DNA tekniği geliştirildiğinde, sadece genlerin organizasyonu, düzenlenmesi ve mutasyonlar gibi, temeli akademik çalışmalara dayanan araştırmalar için kullanılır. Bilim adamları, bu teknolojiden yararlanarak endüstriyel uygulamasını da bulmuşlar ve bugün biyoteknoloji adı altında tıp, kozmetik ve tarım gibi farklı alanla da ekonomiye milyarlarca liralık katkısı ile önemli bir endüstri doğmuştur. İnsülin, insanlarda şeker metabolizmasını düzenleyen bir hormon olup, pankreas hücreleri tarafından kan dolaşımına salgılanır. Eksikliğinde ise, diabetis diye bilinen şeker hastalığı ortaya çıkar. Bugün, insan insülin hormonu, bu hormonu oluşturan A ve B protein zincirlerini sentezleyen genlerin klonlanarak, E. coli hücrelerine ürettirilmesi sonucu bol miktarda elde edilip, tedavi amaçlı kullanılan bir hormondur. r DNA teknolojisinden önce, domuz ve koyun pankreasından izole edilmeye çalışılan insülin hastaların gereksinmesini karşılayamadığı için oldukça pahalıya geliyordu. Ayrıca hayvanlardan elde edilen bu hormon insanlarda bazı alerjik tepkimelere de yol açabilmekteydi. Bu sorunların hepsi, bu teknolojiyle artık çözümlenmiş durumdadır. Yine aynı şekilde cücelik hastalığına karşı kullanılan insan büyüme hormonu da bu yolla üretilmektedir. Eskiden sadece kadavraların hipofiz bezinden çok büyük zorluk ve masraflarla izole edilebilen bu hormon, artık, çok miktarda ve ucuza sağlanabilmektedir. Aynı şekilde interferon da transgenik bakterilerden elde edilen ürünler arasındadır.
Tarımda uygulanması
Tarımsal ve ekonomik değeri yüksek bitkileri yetiştiren çiftçilerin en önemli sorunlarından birisi, ürüne yüksek oranda zarar veren böceklerle mücadeledir. En yaygın kullanılan yöntem ise böcek öldürücülerdir. Ancak, böcek öldürücülerin uzun süreli kullanımı, çevre kirliliği, insan sağlığını tehdit ve böceklerde direnç kazanma gibi sorunlara yol açmaktadır. Bu nedenle doğal yolla mücadele yöntemler: gün geçtikçe önem kazanmaktadır. Buna en güzel örnek ise, bir tür bakteriden elde edilen toksindir. Bu toksin 48 saat içinde kelebek larvalarında ölüme neden olmaktadır. Toksini oluşturan gen bakteri plazmitine sokularak bu bakteri kanalı ile dirençli domates, tütün ve pamuk gibi transgenik bitkiler elde edilmektedir.
Üreticiler için ikinci büyük sorun ise yabani otlardır ve en yaygın mücadele, ot öldürücülerle yapılabilmektedir. Ancak, çoğu zaman, bu ilaçlar, akrabalık ilişkilerinden dolayı ürünü de yok etmekte ve milyarlarca liralık kayba neden olmaktadır. Ot öldürücü maddeler bakteri orijinlidir. Otlarda metobolik yada fizyolojik reaksiyonları engelleyici enzimler, proteinler vb. maddeler vardır. Dolayısıyla bu maddeleri sentezleyen genlerin bitkilere aktarılması ile, bitkiler ot öldürücülere 4-5 kat dirençli hale getirebilmektedir. Genetik Mühendisliği çalışmaları sadece tarımsal müdahaleye yönelik kalmamakta ve bitkilerde verimi arttırıcı yönde de devam etmektedir. Avustralyalı araştırıcılar yoncaya, aminoasit sentezine yardımcı olan bir gen aktararak bitkinin protein değerini yükseltme yoluna gitmişlerdir. Böylelikle yem bitkisi olan yonca, Avustralya koyunları için proteince zenginleştirilmiştir.
Hayvan genleri bitkilerde işlev görebilir mi? Kaliforniya Üniversitesinden S. HOWEL (S. Havl), 1986 yılında ateş böceklerinin ışık saçmasını sağlayan lusiferas enzimini kodlayan geni izole etmiş ve tütün bitkisine aktarmıştır. Bu transgenik bitkilerin ışık saçtığını görmüştür.
Hayvanlara Uygulanması
Gen Mühendisliğiyle bazı transgenik böcekler, yuvarlak solucanlar ve omurgalı hayvanlar başarıyla üretilebilmişlerdir. Örneğin, bir grup araştırmacı, alabalıktan aldıkları büyüme hormonu genini sazan balığına katarmışlar ve çok hızlı büyüyen ve normalden daha büyük bir balık elde etmişlerdir. AIDS, virüsünü genlerin farelere yerleştirilerek. AIDS konusunda yapılan araştırmalarda kullanılmak üzere yeni bir fare soyu üretilmiştir. Pek çok araştırma grubu hayvanların et ve süt verimini arttırabilmek amacıyla transgenik hayvanlar üzerinde çalışmalarına devam etmektedir.
İnsanlara Uygulanması
Her toplumda, kalıtsal hastalıklar önemli bir sorun oluşturur ve özellikle bu hastalıklarda herhangi birisine sahip ailelere, hem maddi hem de manevi yükler getiriri. Her ne kadar kalıtsal hastalıkların yaklaşık 3000 kadarı, az rastlananlar grubuna girse de, bazı kalıtsal hastalıklar vardır ki, her 25 kişiden 1`inde gözlenebilir sıklıktadır. Bilim adamları son zamanlarda insan genomunun tamamının baz dizisini okumaya yönelik çalışmalar yapmaktadır. Bu çok zor bir iştir. Bir bilim adamı tam mesai yapmak suretiyle, bir DNA`daki baz dizilişini okumak istese haftada ancak bin bazın sırasını saptayabilir. Buda sende elli bin baz dizilişini çözmek demektir. Ancak bilim adamı ortalama bu hızla çalışırsa DNA`daki baz diziliminin tamamını okumak için yüz bin yıldan fazla çalışmalıdır. Dolayısıyla bu iş bilim adamlarının pek çoğunun bir arada organize bir şekilde çalışmasıyla çözülebilir.
Kalıtsal hastalıkların kökeni anlamamız ve tedavi ettirebilmemiz, ancak, insan genomunu tam anlamıyla deşifre edebilmemizle mümkün olabilecektir. Genetik Mühendisliği bu konuda ilk adımı atmıştır. 1990 yılında, A. B. D. ve tüm Avrupa ülkelerinin de katıldığı “insan genomu projesi” adı altında büyük bir çalışma başlatılmıştır. Bütün katılımcı ülkelerdeki bilim adamlarının amacı, 3 trilyon baz uzunluğundaki haploit insan genomunun (n=23) DNA dizilimini bularak, gen haritasını çıkartmaktır. Her ne kadar nükleotid dizimizin tümünü aydınlatma, biz insanoğlunun her sorununu çözmeyecek gibi görünüyorsa da, en azından bir çok kalıtsal hastalığın ve daha bilemediğimiz birçok özelliğin yada kusurun nedenlerini ve çözümlerini bulmamıza ışık tutacaktır. Hastalıklardan Huntington ve Orak hücreli aneminin ortaya çıkmasına neden olan DNA dizilimleri bilinmektedir. Araştırmacılar, genetik anormalliklerin saptanmasında da yeni yöntemler geliştirmişlerdir. Bu tip araştırmalarda, insanda fetüslerinde yada doğumdan sonra alınacak DNA örneklerinin incelenmesiyle pek çok hastalığın varlığı saptanabilecektir. Böylece hastalık tedavisinde, bir çığır açılmış olacaktır.
İnsanlarda kalp hastalıkları, diyabet ve kanser gibi hastalıklara neden olan genlerin varlığı bulunursa ve bu genleri taşıyan bireyler saptanabilirse erken tedavi ile pek çok yaşam kurtarılabilir.
A. Gen Klonlamaları ve Klonlama Araçları
Gen klonlanması şöyle tanımlanabilir: Önemli bir ürünün yada proteinin sentezini şifreleyen genin ait olduğu hücre genomundan özel yöntemlerle kesilerek çıkarılması, bunun bir taşıyıcı DNA`sıyla birleştirilerek alıcı bir hücreye nakledilmesi ve bu hücrenin çoğaltılması işlemidir. Klonlar aynı kalıtsal yapıya ve gen çeşidine sahiptirler. DNA klonlaması kullanılan taşıyıcı tipine göre, virüs içinde, hayvan yada bitki hücresinde gerçekleştirilebilirler. Yani gen klonlamasında kullanılan araçlar plazmidler ve bakteriyofajlardır.
Rekombinant DNA oluşturmak için ön koşul, yabancı DNA parçası ile vektörün aynı enzimleri ile kesilmiş olmasıdır. Böylelikle hem yabancı DNA`da hem de vektörde oluşacak uçlar birbiriyle baz çifti oluşturacak ve her iki DNA molekülünün birleşmesini sağlayacaktır. Böylece elde edilen rekombinant DNA`nın tekrar bakteri hücresine aktarılması ve bakterinin her bölünmesiyle çoğalması işlemine de DNA klonlaması denir. Elde edilen rekombinant DNA klonlanması, kullanılan vektör tipine göre, virüs içerisinde, hayvan hücresinde ya da bitki hücresinde gerçekleştirilebilir. Rekombinant DNA`yı hücre içine almış olan hücrelerin tespiti ise vektör DNA üzerinde bulunan markör genlerin yardımıyla yapılır. Örneğin, kullanılan vektör ampisilin antibiyotiğine karşı dirençlilik geni taşıyor ise rekombinant DNA`yı alan her hücre, bu antibiyotiğe karşı dirençli olacaktır, dolayısıyla antibiyotikli ortamda kolayca çoğalabilecektir.
Gen klonlamasında önemli olan aşamalar kısaca şeyledir.
1. Gen taşıyan DNA`nın (ya da RNA) saf olarak elde edilmesi (İzolasyon)
2. Genin yerinin belirlenmesi
3. Genin çıkarılması
4. Taşıyıcı DNA`nın elde edilmesi (DNA`nın parçalanması)
5. Gen DNA`sının taşıyıcı DNA`sıyla birleştirilmesi
6. Oluşan rekombinant taşıyıcı DNA`nın alıcı hücreye aktarılması
7. Seçilim
8. Gen ürününün kontrol edilmesi
Edinburg`daki Roslin Enstitüsünden Dr. WILMUT (Dr. Vilmut) ve ekibinin başarısı şöyle özetlenebilir: Yetişkin bir koyundan alınan somatik bir hücrenin çekirdeği, başka bir koyuna ait çekirdeği alınmış bir yumurtaya yerleştirilmiş ve bilinen "tüp bebek" yöntemiyle yeni bir yavru elde edilmiştir. Adını ünlü şarkıcı Dolly Parton`dan alan kuzu Dolly, DNA annesinin genetik ikizidir. Şemadaki numaralandırılan kısımların açıklaması aşağıda gösterilmiştir.
1. Yetişkin bir koyunun memesinden hücre alınıyor.
2. Alınan vücut hücresinin genlerinde sadece belirli bir kısım bilgi aktif durumdadır.
3. Besin ortamı zayıflatılan hücrenin saati sıfırlanıyor ve genler bütünüyle aktif hale geliyor.
4. Başka bir koyundan yumurta hücresi alınıyor.
5. Yumurta hücresi.
6. Boşaltılmış yumurta.
7. Çekirdek boşaltılmış yumurta hücresinin içine yerleştirilip elektrik şokuyla kaynaştırılıyor.
8. Embriyo gelişimi.
9. Rahme yerleştirme.
10. Sonuçta, birinci aşamada gösterilen koyunun genetik ikizi elde ediliyor.
İnsanoğlu böylece memeli bir hayvanın kopyasını yapmayı başarmıştır. Genetik olarak özdeş bu iki koyun fiziksel olarak aynı özellikleri taşımakla birlikte, aynı biyolojik özellikleri taşıyıp taşımadıkları henüz belirli değildir.
Rekombinant DNA teknolojisi büyük ilgi gören bir olaydır. Bu teknik sayesinde, DNA molekülleri kesip yapıştırılarak, yabancı bir gen, hücrenin kromozomunun bir parçası haline getirilebilmekte ve yerleştirilen gen kontrol edilebilmektedir Bu şekilde yabancı bir genin yerleştirildiği canlılara transgenik organizma denir. Bu transgenik organizma bir bitkinin ya da bir hayvanın hücresi olabilir. 1997 Şubat ayının 22`sinden itibaren, İskoçya`nın Edinburg kentinde biyoteknoloji alanında önemli bir gelişme kaydedilmiştir.
Kalıtımın temelini oluşturan genetik yapı canlıların özelliklerini belirlemede ana etken olsa da çevresel etkilerin canlıları değiştirebileceği de bilinmektedir.
Bu çalışmanın bilimsel olarak önemi, ilk kez yetişkin bir hayvan hücresinden yepyeni bir hayvan kopyasının elde edilmesidir. Bilinen doğal kuralların dışında bu gelişme, birden insanların ortak ilgi alanı haline geldi. Bunun nedeni ise; "Acaba aynı yöntemi kullanarak. insanlarda kopyalanabilir mi?" sorusudur. Konunun uzmanları. koyunda kullanılan yöntemin kullanılmasıyla en erken bir, en geç on yıl içinde insanların da klonlanmasının teknik olarak mümkün olabileceğini söylemektedirler. Bugün, çoğunluğun ortak olduğu bir görüşse bu yöntemin insanlarda, kullanılmaması gerektiğidir. Ayrıca günümüzde halen uluslararası sözleşmelerle insan embriyosu üzerinde deney yapmak yasaklanmıştır.