BİYOTEKNOLOJİ - BİYOMİMETİK
Artık
fizik için veda şarkıları yazmanın zamanı geldi. Silikonu bilgisayara çeviren, atomu
paramparça eden fizik, yerini olağanüstü ve etkileyici bir bilim dalı olan Biyoteknoloji’ye
bırakıyor.
1897
yılında elektronun icadının hemen arkasından teknoloji ve buna bağlı tüm bilim
dallarında bizi bugüne getiren bilim dalı olan fizik; emekli olmak üzere. Ancak
unutmamak gerekir ki fiziğin desteğiyle biyoteknoloji bugünkü tahtına oturdu. Biyoteknoloji
ve genetik bilimi tıpta ve tedavide söz sahibi olmaya başlamıştır.
Biyoteknoloji modern dünyamızın en
hızlı gelişen ve en çok konuşulan terimlerindendir. Her ne kadar ekmek, bira,
şarap, peynir gibi yaygın klasik üretimlerde yüzyıllardır bu tip sistemler
uygulansa da, modern anlamı ile biyoteknoloji yaklaşık 50 yıllık bir geçmişe
sahiptir ve son yıllarda dev adımlarla büyük ilerlemeler kaydetmektedir. Çünkü 50 yıl önce kocaman odaları dolduran bilgisayarlar artık
masa üstünde bir kaç kitaplık bir yer kaplar oldu. İşlemler, eskiye bakışla
müthiş hızlı. Bilginin birikimi de aynı şekilde çok hızlı. Bilimsel dergiler,
bilgiyi uzmanlara aktarmakta gecikmeye başladı. Makalenin yazılması, dergi
tarafından kabul edilip edilmeyeceğini
anlamak için beklenen süre, derginin basımı ve dağıtılması gibi doğal
gecikmeler, bilimin hızının çok gerisinde artık…
Bu müthiş
hızın nedeni şu: Sürekli olarak yeni tedavi yöntemlerine ve ilaçlara ihtiyaç
artıyor... Bunun da en önemli iki nedeni
var:
(1) Özellikle virüsler, her yeni ilacı alt etmekte daha
"başarılı" olmaya başladı. Virüslerden "hızlı" davranıp,
hatta doğada bile olmayan yeni moleküller "üretmek" gerekiyor.
(2)
Bilimsel buluşların sayısı arttıkça, bunların hem ticari açıdan hem tedavi açısından
sağlayacağı yarar da artar oldu. Örneğin geçenlerde, "kalp kasını besleyen
damarları kalbin bizzat üretmesini sağlayacak genetik anahtar" bulundu.
Biyoteknolojide sürekli ve ısrarlı kılı kırk yaran araştırmalar sayesinde...
Biyoteknoloji kavramı, ilk
kez 1919 yılında Ereky tarafından kullanılmıştır. Biyoloji ve teknoloji
alanındaki gelişmeler,hiç kuşkusuz kavramın kapsamını genişletmiş,anlamını
zenginleştirmiştir.
Biyoteknoloji, insan, hayvan ve bitki
hücrelerinin fonksiyonlarını anlamak ve değiştirmek amacıyla uygulanan çeşitli
teknikleri ve işlemleri tanımlamak için kullanılan bir terimdir.
Canlıların iyileştirilmesi ya da
endüstriyel kullanımına yönelik ürünler geliştirilmesini, modern teknolojinin
doğa bilimlerine uygulanmasını kapsar.
Biyoteknoloji
denilince akla gelmesi gereken pratik özet şu: İleri teknoloji ürünü steril
laboratuvarlarda astronot kılığında çalışan süper uzmanlar, süper
bilgisayarlar, bir bilim kurgu ortamı... Ne yapar bu insanlar? İnsan ömrünü
uzatmak ve yaşam kalitesini arttırmak için yöntem geliştirir veya ilaç üretir.
Bunu yapmak için de ileri teknolojinin sağladığı her olanağı kullanır. İlacı
bazen şifalı bitkilerden üretir, bazen tamamen yapay moleküller
"yaratıp" bunları ilaçta kullanır. Veya öyle bir aygıt geliştirir ki,
bunu kullanan hastanın yaşam kalitesi artar. Örneğin, yine Baxter'in kronik
böbrek hastaları için dünyada ilk kez ürettiği portatif diyaliz makinesi
gibi...
Ne var ki biyoteknoloji araştırması
yapmak, örneğin yeni genetik tedavi yöntemleri bulmak, yeni ilaçlar
geliştirmek, dünyanın sanayi ötesi ülkelerinde bile ancak bazılarında mümkün.
En başta ABD ve Japonya olmak üzere Almanya, Fransa, İngiltere, İsveç
biyoteknolojide söz sahibi belli başlı ülkeler.
Neden biyoteknoloji bir avuç ülkede yürüyor? Çünkü çok pahalı... Ancak varlıklı ülkelerde bu işlere para yatırılır. "Paha", görece bir kavram olduğu için burada rakam vermek gereksiz. Ancak, biyoteknoloji veya ilaç firmalarının, serbest piyasa ortamında rekabet edebilmesi için yıllık toplam gelirlerinin neredeyse yüzde 20'ye yakınını araştırma - geliştirmeye ayırması gerekiyor. Üstelik, yüzlerce milyon dolarla ifade edilen dev paraların mutlaka yeni bir biyoteknoloji ürününe veya ilaca dönüşmesi garanti değil
Neden biyoteknoloji bir avuç ülkede yürüyor? Çünkü çok pahalı... Ancak varlıklı ülkelerde bu işlere para yatırılır. "Paha", görece bir kavram olduğu için burada rakam vermek gereksiz. Ancak, biyoteknoloji veya ilaç firmalarının, serbest piyasa ortamında rekabet edebilmesi için yıllık toplam gelirlerinin neredeyse yüzde 20'ye yakınını araştırma - geliştirmeye ayırması gerekiyor. Üstelik, yüzlerce milyon dolarla ifade edilen dev paraların mutlaka yeni bir biyoteknoloji ürününe veya ilaca dönüşmesi garanti değil
Biyoteknoloji, temel
bilim buluşlarını kısa sürede yararlı ticari ürünlere dönüştürebilmesiyle bir
anlamda kendi talebini de yaratabilir
Bu yönüyle de diğer teknolojilerden ayrılır
Örneğin sıcak su kaynaklarında yaşayan bakterilerin birinden elde edilen yüksek
sıcaklığa dayanıklı bir enzim, günümüzde uygulama ve temel bilim çalışmalarının
ayrılmaz bir parçası olan PCR'nin önemli bir girdisidir
Biyoteknoloji uygulamaları; mikrobiyoloji, biyokimya, moleküler biyoloji, hücre
biyolojisi, immünoloji, protein mühendisliği, enzimoloji ve biyoproses teknolojileri
gibi farklı alanları bünyesinde toplar
Bu nedenle de biyoteknoloji birçok bilimsel disiplinle karşılıklı ilişki içinde
gelişir
Uygulamalar arasında; insan
sağlığına yönelik olarak proteinlerin üretilmesi,bazı hormon, antikor, vitamin
ve antibiyotik üretilmesi,çok zor şartlara sahip çevrelerde (sıcak, kurak,tuzlu
) yaşayan organizmaların
enzimlerini ve biyomoleküllerini saflaştırarak bunların sanayide
kullanılması,yeni sebze ve meyve üretim,insandaki zararlı genlerin elemine
edilmesi,aşı, pestisit, tıbbi bitki üretimi gibi konula yer almaktadır.
Biyolojik çalışmaların hayatımızdaki 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
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?
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 ya da 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.
Bİyoteknoloji ve genetik mühendisliği çoğu kez aynı anlamda
kullanılmasına karşın; genetik mühendisliği genetik materyaldeki
çeşitlendirmeleri ve değişiklikleri ifade ederken, biyoteknoloji, biyolojik bir
sistemin ya da yapının endüstriyel boyutta kullanılması yoluyla üretim anlamına
gelir. Bir başka anlatımla biyoteknoloji, genetik mühendisliği, yöntemlerini
araç olarak kullanan bir teknolojidir.
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.
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.
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?
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 ya da 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.
BİYOMİMETİK
Çok kapsamlı bir uçak maketi satın aldığınızı
düşünün. Yüzlerce küçük parçadan oluşan bu maketi yapmak için nasıl bir yol
izlersiniz? Kuşkusuz bunun için yapacağınız ilk şey, kutunun üzerindeki
resimlere bakmak ve içindeki montaj bilgilerinden faydalanmak olacaktır. Çünkü
bir maketi yaparken montaj talimatlarını izlemek, yapılacak işin süresini
kısaltır, o maketin en hatasız ve mükemmel biçimde yapılmasını sağlar.
Uçağın montajı ile ilgili bilginiz olmasa da,
eğer elinizde benzer bir model varsa maketi yine yapabilirsiniz. Çünkü daha
evvel gördüğünüz uçak modelinin tasarımı, onun benzerinin yapımında size önemli
bir rehber olacaktır. Aynı mantıkta, doğada var olan kusursuz bir tasarımı
örnek almak da, benzer işlevlere sahip bir teknolojik aygıtın tasarım ve
montajının en kısa yoldan ve en mükemmel biçimde gerçekleştirilmesini sağlar.
Bunun bilincinde olan pek çok bilim adamı ve araştırma-geliştirme (ARGE) uzmanı
da yapacakları her yeni çalışmadan önce, bunun canlılardaki örneklerini
araştırmakta, bunlardaki sistem ve tasarımları örnek alarak onları taklit
etmektedirler. Diğer bir deyişle bilim adamları, Allah'ın doğada yarattığı
canlıları incelemekte ve bunlardan yararlanarak yeni teknolojiler
geliştirmektedirler.
Bu yönelim yeni bir bilim dalı doğurmuştur:
"Biyomimetik". 'Doğadaki canlılardan taklit' anlamına gelen ve
özellikle son dönemlerde teknoloji dünyasında adından sıkça söz edilen bu bilim
dalı, insanlara önemli ufuklar açmıştır.
Gerek biyomimetik, gerekse biyomimikri doğadaki
modelleri inceleyen, sonra da bu tasarımları taklit ederek veya bunlardan ilham
alarak insanların problemlerine çözüm getirmeyi amaçlayan yeni bilim
dallarıdır. .
Biyomimikrinin ana teması doğadan model, ölçü ve
akıl olarak öğrenecek çok şeyimiz olduğudur. Bu araştırmacıların ortak noktası,
doğadaki tasarıma saygı göstermeleri ve insanların karşılaştıkları problemlerin
çözümünde bunları kullanarak ilham almalarıdır
. Biomimicry adlı
kitabın yazarı Janine M. Benyus ise, doğada gördüğü mükemmellikler üzerinde
düşünerek, doğadaki modellerin taklit edilmesi gerektiğine inanmıştır. Onu
böyle bir yaklaşımı savunmaya yönelten örneklerden bazıları şunlardır:
- Arı
kuşlarının 10 gramdan daha az bir yakıtla Meksika Körfezi'ni
geçebilmeleri,
- Yusufçukların
en iyi helikopterlerden bile daha iyi manevra yapabilmeleri,
- Termit
kulelerinde bulunan iklimlendirme ve havalandırma sistemlerinin, donanım
ve enerji sarfiyatı bakımından insanların yaptıklarından çok daha üstün
olmaları,
- Yarasanın
çok-frekanslı ileticisinin, insanların yaptığı radarlardan daha verimli ve
duyarlı çalışması,
- Işık
saçan alglerin vücut fenerlerini aydınlatmak için çeşitli kimyasalları bir
araya getirmeleri,
- Kutup
balıkları ve kurbağaların donduktan sonra yeniden hayata dönmeleri ve
organlarının buz nedeniyle hasara uğramaması,
- Bukalemunun
ve mürekkep balığının, bulundukları ortamla tam bir uyum içinde olacakları
şekilde derilerinin renklerini, desenlerini anında değiştirmeleri,
- Arıların,
kaplumbağaların ve kuşların haritaları olmadan uzun mesafeli yolculuklar
yapabilmeleri,
- Balinaların
ve penguenlerin oksijen tüpü kullanmadan dalmaları,
- DNA
sarmalının bilgi depolama kapasitesi,
- Yaprakların
fotosentez işlemi ile, yılda 300
milyar ton şeker üretimi yaparak dünyanın en büyük kimyasal işlemini
gerçekleştirmesi...
Yukarıda sadece birkaç örneğine yer verdiğimiz
doğadaki hayranlık uyandıran bu gibi mekanizma ve tasarımlar, teknolojinin
birçok alanını zenginleştirme potansiyeline sahiptir. Bilgi birikimimizin
artması ve teknolojik imkanların gelişmesi ile birlikte bu potansiyel her geçen
gün daha da ortaya çıkmaktadır.
Biyomimetikle ortaya çıkan malzeme ve aletler
gelecekte de kullanılabilecek yapıdadır: Yeni solar hücreler, gelişmiş robotlar
ve uzay gemilerinin malzemeleri gibi... Bu bakımdan doğadaki tasarımlar çok
ileri bir teknolojiye ufuk açmaktadır
Bilim otoritesi olarak kabul edilen pek çok
yayın organı da doğadaki üstün yapıların içerdiği tasarımların insanlara yol
göstermesi açısından çok büyük bir kaynak olduğunu kabul etmektedir:
Doğadaki mekanizmalar üzerinde yapılan
çalışmalar göstermektedir ki, filden proteine kadar pek çok yapı, tasarımcılar
ve mühendisler için zengin bir fikir havuzu oluşturmaktadır. Üstelik bu havuzun
derinliğini artırma potansiyeli de çok yüksektir
Şüphesiz bu kaynağı doğru yönde kullanmak ve
teknolojiye geçirmek, insanoğlunu çok hızlı bir gelişim sürecine sokacaktır.
Biyomimetik dalında uzman olarak gösterilen Janine M. Benyus da, doğayı taklit
ettiğimiz takdirde yiyecek ve enerji üretimi, bilgi depolama, sağlık gibi
birçok alanda kendimizi rahatlıkla geliştirebileceğimizi belirtmiştir. Janine
Benyus, yapraklardan esinlenilerek yapılan ve Güneş Sistemi ile çalışan
mekanizmaları, hücreler gibi sinyal veren bilgisayarların üretimini, sedeften
taklit edilerek yapılan kırılmaya dayanıklı seramikleri bu gelişime örnek olarak
vermiştir
Doğal sistemleri model alarak, bugün
kullandığımızdan çok daha uzun süreli teknolojiler oluşturabiliriz
Görüldüğü gibi, biyomimetik devrimi günlük hayatımızı ve
yaşamımızı derinden etkileyecek, insanların daha rahat ve konforlu yaşamasını
sağlayacaktır.
YAZAN - DÜZENLEYEN: MELİHA ÖNDER 2013
Biyomimetik teknoloji doğayı taklit ediyor ... İYİ SEYİRLER.
Ekleme Tarihi: 24.11.2013
Tags:
Bilim
BilimCELL
biyomimetik
biyomimetik nedir
biyoteknoloji
biyoteknoloji nedir
biyoteknoloji öğren
canlılar
canlılar ve teknoloji
canlılardaki teknoloji
teknololoji
Videolar
0 yorum