1 Дәріс. «Микробиология биотехнология» пәніне кіріспе. Микробиология саласының даму тарихы. Микроорганизмдердің жалпы белгілері мен алуан түрлілігі
Гендік инженерия əдістерінің мазмұны
жүктеу/скачать 1,63 Mb.
|
лекция
| Гендік инженерия əдістерінің мазмұны.
Ген инженериясының теориялық негізіне – генетикалық кодтың универсалдылығы жатады. Бір ғана кодтың (триплеттің) барлық тірі ағзалардың – адам, жануар, өсімдік, бактериялардың ақуыз молекулаларының құрамына енетін амин қышқылдарын бақылай алатындығына байланысты, ДНҚ молекуласының кез- келген бөлігін басқа бөтен жасушаға апарып салу, яғни молекулалық деңгейде 12 гибридтеу, теориялық тұрғыдан алғанда мүмкін болып есептеледі. Генді бөтен жасушаға апарып салу (трансгеноз) жəне геннің өзін ДНҚ құрамынан бөліп алу немесе қолдан синтездеу, əрине, өте күрделі жұмыстар. Ал ағзаға (организмге) сырттан енгізілген геннің, жаңа генетикалық аппарат құрамына қосылып қызмет атқаруы, одан да күрделірек. Дегенмен бұл салада қол жеткен табыстар баршылық. Мысалы, жасанды ортада балапан ұрығының жасушасы өсірілген. Белгілі-бір уақытта оған жаңа синтезделген ДНҚ жіпшелерінің құрамына енетін бромдезоксиуридин косылған. Осылайша таңбаланған жаңа синтезделген ДНҚ-ын бұрынғы ескі ДНҚ-нан оңай ажыратуға болады. Сонымен қатар, осындай ортаға тышқан жасушасынан бөлініп алынған тритиймен (3Н) таңбаланған ДНҚ қосылған. Содан біраз уақытта, жасуша көбейгеннен кейін, оның құрамындағы генетикалық материалды алып қарағанда, тышқанның ДНҚ-ы мен балапан ДНҚ-ның араласып кеткендігі байқалған. Гендік инженерия əдістерімен рекомбинантты ДНҚ құрамына енетін жекелеген гендерді мынандай жолдармен дайындауға болады: 1) табиғи ортадан (жасуша, организм) тікелей бөліп алу; 2) химиялық жолмен синтездеу арқылы алу; 3) белгілі-бір генге сəйкес келетін рРНҚ-ның көшірмесін алу. Бірінші əдіс ген инженериясы дамуының бастапқы кезеңінде кеңінен қолданылды. Бұл əдіс бойынша түрлі организмдердің жасушаларынан бөлініп алынған тұтас ДНҚ моекулалары рестриктаза ферменттерінің көмегімен бөлшектелініп, реципиент жасушаларға жіберіледі жəне олардан гибрид молекулалардан тұратын иондар алынады. Бұл əдіс осы күнге дейін өз мəнін жойған жоқ, мысалы, қазір гендердің банкін жасау үшін пайдаланылуда. Генді химиялық жолмен қолдан синтездеу тұңғыш рет 1969 жылы Г Корананың зертханасында жүзеге асырылды. Г Корана өзінің қызметтестерімен бірге ашыту бактериясының көмегімен аланиңді рРНҚ генін синтездеді. Ол ген бар жоғы 77 нуклеотидтен тұрған жəне реттеуші механизмі жоқ болғандықтан, активті қызмет атқара алмаған. Кейінінен олар функционалдық жағынан активті 200 нуклеотидтен тұратын тирозинді рРНҚ генін синтездеді. Қазіргі кезде қолдан синтезделген гендердің ішіндегі ең ұзыны – адамның өсу гормонының гені жəне ол 584 нуклеотидтен тұрады. Генді жасанды жолмен алудың үшінші əдісі – кері транскрипция арқылы жүретін ферментативтік синтезге негізделген. Бұл ең алғаш онкогенді вирус РНҚ- ның репликациясын зерттеу барысында анықталды. Сонда кері транскриптаза ферментінің көмегімен ИРНК матрицасының негізінде ген синтезделген. Осындай жолмен адам мен жануарлардың жəне құстардың глобиндерін, жұмыртқа ақуызын, сиырдың көз айнасының ақуызын жəне т.б. коделейтін (кодтайтын) гендер ашылды. Бүл əдіс адам интерферонының генін бөліп алып, бактерия жасушасына жіберу үшін де қолданылды. Интерферон — вирустық инфекциямен жəне басқа аурулармен, соның ішінде қатерлі ісікпен күресу үшін қолданылатын тиімді емдік дəрмек. Интерферон жануарлар мен адам жасушасынан да жасалады. Ю. А. Овчинников пен В. Г. Дебасов адам интерферонын синтездейтін микроорганизмдерді алды. Алдымен олар адам интерферонын синтездеуге қабілетті рекомбинантты ДНҚ-ын құрастырып алды да, содан соң оны бактерия жасушасына жіберді. Ондай бактериялар 1 литр суспензияға шаққанда 5 мг интерферон синтездей алады. Бұл 1 литр қанның құрамындағыдан 5000 есе көп. Гендік инженерияның əдістерін қолдану үшін, хроммен жақсы өңделген қожайын – вектор қажет. Вектор – белгілі организмде дербес репликацияланушылық қабілеті бар, сонымен бірге оған бөгде ДНҚ-ның енуіне кедергі келтірмейтін, ДНҚ-ның шағын молекуласы. Мұндай қабілет бактериофагтар мен плазмидтерде байқалады. Екінші шарт – микроорганизмдерге векторлық жəне рекомбинантты молекулаларды енгізудің тиімді тəсілі болуы қажет. Өнеркəсіпте гендік инженерия əдістерін, микробтық синтез көмегімен медицинада қолданылатын адамдар ақуызын жəне ветеринарияда қажетті ауылшаруашылық малдарының ақуыздарын өндіруге мүмкіндік туды. Мысалы, белгілі-бір аурулармен зақымданғандардың организіміне тиісті ақуыздарды – интерферон, полипептидтік гормондарды, иммунно- модуляторларды енгізу қажет екені мəлім. Мұндай ақуызар мүшелерде жəне ұлпаларда өте аз мөлшерде кездеседі, ал олардың кейбіреулерінде дəлме-дəл ерекшелік қасиеттердің болатыны – қатаң ескеруді талап етеді. Оларды тек донорлық қандардан немесе өліктер материалдарынан алуға болады. Мұндай ақуыздарды микробтық синтез жолымен алу үшін, тиімді технологиялық жағдайларда, өнеркəсіпте қолдануға арналған микроорганизмдерге бөгде гендерді енгізу тəсілдерін жақсылап игеру жəне осындай микроорганизмдердің тиімді қасиетін одан əрі жетілдіріп, үдерісті жеделдетуге тигізетін əсерін арттыра түсу керек. Соңғы кездерде нуклеин қышқылдарын алмастырудың түбегейлі əдістері жасалды. Соның негізінде молекулалық биология мен генетиканың жаңа бір саласы – ген инженериясы қалыптасып дамуда. Ген инженериясы одан бұрынырақ қалыптасқан хромосоманы, генотипті өзгертуге қарағанда, ДНҚ-ны рекомбинациялау арқылы ген қызметіне араласуға мол мүмкіндіктер туғызды. Ген инженериясы жəне генетикалық инженерия дегендер егіз ұғымдар, дегенмен соңғысының жеке гендерден гөрі геномның ірі бөлшектеріне қатысы көбірек келеді. жүктеу/скачать 1,63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|