Bu yazı, Orman ve Av Dergisinin 2011 yılı 3. sayısında yayımlanmıştır; kaynak gösterilerek yararlanılabilir.
Bitkilerin genetiğinin değiştirilmesinde, bir bitkiye belirli bir gen ya da genler eklenerek ya da bir gen etkisizleştirilerek arzulanan fenotip üretilmeye çalışılır. Gen eklenerek elde edilen bitkiler “transgenik” bitkiler olarak adlandırılır. Eğer genetik değişiklik, aynı türden ya da o bitki türüyle çaprazlanabilir bir türden bitkinin genleri, bunların kendi “promotör”ü (¹) kullanılarak yapılırsa elde edilen bitkiye “cisgenik” bitki denir. Aktarılmak üzere yalıtılan gene de “cisgen” denilmektedir.
Transgen, bitki ıslahında genetik değiştirme için moleküler olarak yalıtılmış en eski gen tipidir. Kaynakları temel olarak virüs ya da bakteriler olup çaprazlanamayan bitki türleri de kaynak olarak kullanılabilmektedir. Bu nedenle “transgenik” canlıların gen havuzu insan eliyle genişletilmekte iken “cisgenik” canlılarda nakledilen gen aynı ya da çaprazlanabilir yakın türün bireylerinde yüzlerce yıldır zaten bulunmaktadır; bu nedenle bu canlıların gen havuzları değişikliğe uğratılmaz. Bu anlamda “cisgenik” uygulama ile geleneksel ıslah yönteminin denk olduğu söylenebilir.
Her bitki grubu içinde kimi bireyler daha çabuk büyür, kimileri daha uzun olur, kimileri daha hacimli olur, kimileri de hastalıklara ya da kuraklığa daha dirençli olur. Araştırmacılar bu farklılıklara hangi genlerin neden olduklarını bulduktan sonra o genleri o bitkiden alıp diğerlerine aktarabilirler.
Genetik değişiklik (modifikasyon) yoluyla istenen özelliklerin aktarıldığı bitki, klasik ıslah uygulamalarına göre daha çabuk üretilebilir, çünkü bitkinin genomunun büyük bölümü değiştirilmez. Uygulama bitkinin gen havuzundaki bütün genomu değil yalnız bir ya da birkaç geni kapsar. “Cisgenik”, kavramsal olarak geleneksel bitki ıslahına benzer bir genetik mühendisliği uygulamasıdır. “Cisgenic” uygulamada, birbirleriyle yakın ilişkili türlerin genleri kullanılmaktadır. Söz gelimi bir kuş ya da karacadan gen alınıp kavak ağacına nakledilmez; aynı ya da başka bir tür kavak ağacından alınan gen yine kavak ağacına nakledilir.
Oregon Devlet Üniversitesinden Ormancılık araştırmacıları, “cisgenik” uygulamasıyla ağaçların büyüme hızı ve diğer karakteristiklerinin değiştirilebileceğini gösterdiler. “Plant Biotechnology Journal” da yayımlanan bulgulara göre, “cisgenik” uygulama ile kavak ağaçlarında bulunan bir hormon olan giberellik asidin işlevleri etkilenerek, fidanların odun özellikleri, morfolojileri ve büyüme hızlarında önemli değişiklikler görüldü. Sera ortamında kimi kavakların hızlı, kimilerinin yavaş büyümeleri sağlandı.
Hızlı büyüme, çeşitli amaçlar için istenen özellikler, kuraklığa ve hastalıklara direnç gibi gelişkin özellikler elde etmek için sistematik döl denemelerinin yapıldığı çağdaş bitki ıslahının tarihi, 1800’ lü yılların sonlarına kadar gider. Aynı temel işleyiş “cisgenik” için de geçerlidir yalnız bir farkla: “cisgenik” uygulama için zamanın bitki ıslahçılarının hayal bile edemeyecekleri genom ve biyoteknoloji teknikleri gereklidir.
Genetiği Değiştirilmiş Organizmalara (GDO) ilişkin sürece yönelik yasal düzenlemeler, geleneksel ıslahı temel kabul etmektedirler. Eğer, Avrupa Birliğinin 2001/18/EC numaralı direktifi gibi uygulamada, GDO konusunda yalnız büyük şirketlerin çalışabilmesini güvence altına alan ya da halen “transgenik” uygulamalara odaklı olan GDO’ ya ilişkin yürürlükteki uluslararası düzenlemeler, “cisgenik” ve “transgenik” arasındaki ayrımı belirtecek biçimde değiştirilmezse “cisgenik” çalışmalar kesintiye uğrayabilir.
“Cisgenik” ve “İntragenik”
“Cisgenik” ve “İntragenik” terimlerinin eş anlamlı olarak kullanıldığı görülebilmektedir. Buna karşılık “intragenik” ve “cisgenik” uygulamalar arasında temel bir fark bulunmaktadır.
Bu fark düzenleyici öğelerle ilgilidir. “Cisgenik”te genin kendi “promotör”ü, “intron”u(²) ve “terminatör”ü (sonlayıcı) bulunmaktadır. “İntragenik”te ise yeni kod dizileri ve “promotör”ler yapılır, intron ya da terminatör gibi gereklilikler bulunmaz. “İntragenik”, yalnızca, genetik öğelerin cinsel olarak uyumlu bir gruptan alınmasını gerekli görür. “Cisgen”ler binlerce yıldır varlıklarını sürdüren ve geleneksel bitki ıslahçılarının da kullanmakta olduğu gen havuzuna ait genler olup, “intragen”ler aynı gen havuzundaki genlerin işlevsel bölümlerinden oluşturulmuş yeni kombinasyonlardır. Bu kombinasyonlar doğal olarak bulunmazlar ve geleneksel ıslah sonucu ya da kendiliğinden ortaya çıkmaları olası değildir.
(¹) Promotör: DNA'nın, genlerin kopyalanmasını (transkripsiyonunu) kolaylaştıran, bir bölümüdür. Bir genin okunmaya başlandığı noktanın hemen önünde/yukarısında bulunur. Promotörler, genel olarak etkileşimde bulundukları genin yanında ve aynı iplikte bulunur. Kopyalama işlemi DNA’ nın “promotör” (başlatıcı) bölgesinde başlar “terminatör” (sonlayıcı) bölgesinde sona erer.
(²) İntron: Kopyalama sırasında DNA’ nın okunmadan atlanan bölümüdür.
Kaynaklar
- Oregon State University. "Success with 'cisgenics' in forestry offers new tools for biotechnology." ScienceDaily 15 June 2010
- http://www.sciencedaily.com/releases/2010/06/100608135116.htm
- Schouten, Henk J., Frans A Krens & Evert Jacobsen Cisgenic plants are similar to traditionally bred plants: EMBO reports 7, 750 - 753 (2006).
- http://www.nature.com/embor/journal/v7/n8/full/7400769.html
- E. Jacobsen & H. J. Schouten “Cisgenesis, a New Tool for Traditional Plant Breeding, Should be Exempted from the Regulation on Genetically Modified Organisms in a Step by Step Approach” Potato Research Volume 51, Number 1, 75-88, DOI: 10.1007/s11540-008-9097-y
- Henk J. Schouten1 and Evert Jacobsen, “Cisgenesis and intragenesis, sisters in innovative plant breeding” Trends in Plant Science, Volume 13, Issue 6, 260-261, 1 June 2008
Yorumlar