GENOMLINE

  Berkay EKİNCİ – Moleküler Biyoloji ve Genetik – İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü   Yaşadığımız bilimsel gelişmeler ve pandemi süreci ile birlikte PCR, restriksiyon enzimleri, DNA sekanslama ve CRISPR gibi pek çok gen düzenleme tekniğinin adını sıkça duymaya başladık. Bu yazıda sizleri CRISPR-Cas9 metodunun çalışma prensibi ve temel ilkeleri hakkında bilgilendireceğim.    Bunun için öncelikle genetik bilgi içeren DNA’nın ne olduğuna göz atabiliriz. DNA, en temel tabiriyle, adenin, timin, guanin ve sitozin adındaki dört nükleotidin farklı kombinasyonlar ile art arda sıralanması ile o canlıya dair her şeyi (türünü, yapısını, şeklini) belirleyen, ayrıca protein-hormon ve daha nice yapının sentezinde kullanılan genetik koddur [1] . Benzer bir şekilde virüsleri de ‘protein kılıf ile çevrilmiş genetik bilgiyi (DNA-RNA vb.) içeren, başka bir deyişle hücresel oluşuma dair hiçbir organel bulundurmayan; bu sebepten ötürü canlının kendisi tarafından bağışıklık kazanılmadığı sürece onları

 Cas12a (önceden Cpf1 olarak bilinen CRISPR ile ilişkili protein 12a), bazı bakterilerde CRISPR sisteminin bir parçasını oluşturan ve bilim adamları tarafından DNA'yı değiştirmek için kullanılan RNA güdümlü bir endonükleazdır.[1][2] Bakteriyel bağışıklık mekanizmasının bir parçası olarak ortaya çıkar ve burada virüslerin genetik materyalini yok etmeye ve böylece hücreyi ve koloniyi viral enfeksiyondan korumaya hizmet eder. Cas12a ve diğer CRISPR ile ilişkili endonükleazlar, kılavuz RNA kullanımlarının bu eylemi oldukça seçici hale getirmesi bakımından benzersizdir; DNA'yı yalnızca belirli bir nükleotid dizisine bitişik olduğunda keserler. Kaynaklandığı organizmalarda, bu kılavuz RNA, daha önce hücreyi enfekte etmiş bir virüsün genomunun bir parçasının bir kopyasıdır.[3] Araştırmacıların ilgisini çekiyor çünkü daha iyi bilinen CRISPR/Cas9 sistemine benzer şekilde, DNA veya RNA'nın yüksek oranda hedeflenmiş modifikasyonlarını yapmak için kullanılabilir.[2] Cas12a, daha küçük

 Birincil düzenleme, moleküler biyolojide canlı organizmaların genomunun değiştirilebileceği bir "ara ve değiştir" genom düzenleme teknolojisidir. Teknoloji, yeni genetik bilgiyi doğrudan hedeflenen bir DNA bölgesine yazar. Bir mühendislik ters transkriptaz enzimine kaynaşmış katalitik olarak bozulmuş bir Cas9 endonükleazından ve hedef bölgeyi tanımlayabilen ve hedef DNA nükleotidlerinin yerini alacak yeni genetik bilgiyi sağlayabilen bir birincil düzenleme kılavuzu RNA'dan (pegRNA) oluşan bir füzyon proteini kullanır. Çift iplik kopmalarına (DSB'ler) veya donör DNA şablonlarına ihtiyaç duymadan hedeflenen eklemelere, silmelere ve bazdan baza dönüşümlere aracılık eder. Teknoloji, tıbbi genetikteki potansiyel kullanımları nedeniyle ana akım basının dikkatini çeken erken aşama, deneysel bir genom düzenleme yöntemidir. CRISPR/Cas9 ve temel düzenleyiciler dahil olmak üzere genom düzenleme teknolojilerinin öncüsü için benzer metodolojileri kullanır. 2019 itibariyle, hiçbir

İnsan hücrelerinde kesin genom mühendisliği, iki genel önem ve geniş ilgi alanına sahiptir. Teknoloji, hasarlı DNA'yı onarabilir ve kanser riskini azaltabilir. Dünya'nın koruyucu atmosferinin dışında seyahat eden astronotlar, uzaya nüfuz eden iyonlaştırıcı radyasyon nedeniyle uzayda DNA'ya artan bir zarar verme riskiyle karşı karşıyadır. Bu nedenle , uzayda spesifik DNA onarım stratejileri kullanmak esastır .  ABD'li bilim adamlarından oluşan bir ekip, ökaryotik hücrelerin uzayda DNA'yı nasıl onardığını incelemek için CRISPR tabanlı bir yöntem geliştirdi. Dünyanın manyetosferinin koruyucu sınırlarının ötesine seyahat eden astronotlar, iyonlaştırıcı radyasyonun neden olduğu DNA hasarı riskini artırıyor. Bu tür DNA hasarı, kansere ve diğer zararlı sağlık etkilerine yol açarak, uzun süreli uzay yolculuğunun güvenliği hakkında soruları gündeme getirebilir. Bu nedenle, insan vücudu tarafından uzayda hangi spesifik DNA onarım stratejilerinin kullanıldığı özellikle önemli