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


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?

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.

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 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

Share:

0 yorum