1 Дәріс. «Микробиология биотехнология» пәніне кіріспе. Микробиология саласының даму тарихы. Микроорганизмдердің жалпы белгілері мен алуан түрлілігі
Гендік инженерияның тәжірибелік маңызы
жүктеу/скачать 1,63 Mb.
|
лекция
| Гендік инженерияның тәжірибелік маңызы. Молекулалық генетика мен генетикалық инженерияның қол жеткен табыстарының арқасында, жасушаға сырттан жаңа генетикалық информация енгізу арқылы организмдердің алдын-ала жобаланған тұқым қуалайтын бағдарламасын жасауға болады. Ондай информацияның қолдан синтезделінуі мүмкін немесе табиғи генетикалық зат ретінде əртүрлі организмдерден бөлініп алынады. Сөйтіп, тəжірибелік (эксперименттік) əдіспен, табиғи-эвюлюциялық жолмен пайда бола алмайтын жаңа генетикалық жүйе жасалады.
Гендік инженерия жетістіктері – денсаулық сақтау, ауылшаруашылығы, биотехнология жəне микробиологиялық өндіріс салаларында аса зор практикалық мəні бар проблемаларды шешуде маңызды роль атқарады. Гендік инженерия əдістерін жетілдіру денсаулық сақтау мен ауылшаруашылығы үшін қажетті гормондар, ферменттер жəне антибиотиктерді синтездейтін микроорганизмдердің 20 жаңа штаммдарын алуға мүмкіндік туғызады. Сонымен қатар, жануарлар гендерін бактерияларға ендірудің жіберудің де үлкен практикалық мəні бар. Өсімдік жəне жануар ақуыздарын бактерия жасушаларында синтездеу мүмкіндігі, экономикалық тұрғыдан тиімді болып есептеледі. Ауылшаруашылығында, оның ішінде егіншілікте, өсімдіктердің атмосфералық азотты өздері жинақтап алуы басты бір проблема болып есептеледі. Ал азот болса, ақуызды заттың құрамына енетін негізгі компонент. Сол азотты кейбір өсімдіктер, мысалы, бұршақ тұқымдастар топырақ бактерияларымен селбесіп, өздері жинақтайды. Көпшілік өсімдіктерде, соның ішінде əсіресе астық түқымдастарда ондай касиет жоқ, сондықтан олар үшін миллиондаған тонна азотты тыңайтқыштар жұмсалады. Олардың топыраққа 40 пайыздайы ғана сіңіп, қалғаны сумен шайылып кетеді. Екінші жағынан ол экологиялық түрғыдан тиімсіз болып есептеледі, себебі көп мөлшердегі нитратты қосылыстар тірі ағзаларға зиян келтіреді. Соңғы кезде бұл мəселені шешуде ген инженериясы көмекке келді. 1972 жылы У. Постгейт пен Р. Диксон азот фиксациялауға қабілеті жоқ пішен таяқшасына, азот жинақтай алатын басқа бір бактерияның генін апарып салған, сонда ол азот фиксациялау (ұстау, тұту) қасиетіне ие болған. Осындай зерттеулердің негізінде, аталмыш қасиетті астық тұқымдас өсімдіктерге беру мүмкіндігі бар екендігі анықталды. Денсаулық сақтау саласында тұқым қуалайтын ауруларды емдеу үшін ген инженериясының үлкен маңызы бар. Қазіргі кезде ауру адамдардан зат алмасудың 1000-нан аса түрлі тұқым қуалайтын өзгерістері анықталған. Соның салдарынан белгілі-бір гендердің мутацияға ұшырауына байланысты ферменттердің, гормондардың немесе ақуыздардың өзгеретіндігі анықталды. Сонда ондай аурулардан мүлдем айығу үшін, сол мутантты гендерді жөндеу керек немесе өзгерген генді сау генмен алмастыру қажет болады. Мысалы, галактоземия ауруында ген өзгеруіне байланысты, жасушада галактоза-1-фосфат уридилтрансфераза ферменті синтезделмейді. Соған байланысты адам организмі сүт қантының құрамына енетін галактозаны сіңіре алмайды. Нəтижесінде галактоза бауыр мен мидың жəне т.б. ағза мүшелерінің жасушаларына жинақталады. Соның салдарынан адамдардың көзі көрмей калады, бауырдың қызметі бұзылады, есте сақтау қабілеті төмендейді, т.б. күрделі өзгерістер пайда болады. Жалпы генотерапия адамның денсаулығын түзеуге көмектеседі. Бұл жағдайда адам жасушасына ондағы жетіспейтін қызметті қалпына келтіретін калыпты ген жіберу керек. 1971 жылы Меррил мен оның қызметтестері галактоземия ауруы бойынша адам жасушасында жүргізілген генотерапияның сəтті аяқталғанын хабарлады. Олар галактоземиямен ауыратын адамның фибробластарын алды. Мұндай жасушалардың галактозаны сіңіруге қажетті ферментті синтездеуге қабілеті болмаған. Оны қалыпқа келтіру үшін, құрамында галактоза гені бар Е.СоІі бактериясының фагы алынған. Сондай бактерия генін адам жасушасына жібергенде, ол галактоза ферментін синтездеуге кіріскен. Австралия оқымыстысы Дой 1973 жылы Меррил тəжірибесін өсімдік жасушаларына қайталап жүргізді. Бұл ретте зерзат ретінде томат өсімдігінің гаплоидты жасушалары алынды. Өсімдік жасушалары лактоза мен галактозада өсуге қабілетсіз. Ал егер ондай ортаға ДНҚ-ның құрамында лактоза мен галактозаны ашыту қабілетін 21 басқаратын гені бар фагты апарып косқанда – жасушалардың өсе бастайтындығы байқалған. Осы зерттеулердің негізінде ген инженериясының əдістерін пайдалана отырып, эукариоттардың жасушаларына тікелей араласуға болатындығы анықталды. Эукариоттардың гендерін бактерия плазмидтері мен вирустардың ДНҚ-на жіберу жұмыстары, жоғары сатыдағы организмдердің генетикалық материалының молекулалық құрылымын зерттеудің жаңа бір тəсілі болып есептеледі. Ген инженериясының əдістері, гендердің қызметі мен құрылымдық ерекшеліктеріне тереңірек үңілуге мүмкіндік береді. Ген проблемасын зерттеудің мұндай деңгейінің канцерогенездің иммунологиялық қасиетін, аллергияның, практикалық медицинада маңызы бар басқа да құбылыстардың мəнін ашуда ерекше маңызы бар. Ген инженериясы бойынша жүргізілген жұмыстардың негізінде, биологиялық қауіп тудыратын проблемалардың да бар екенін ескерте кеткен жөн. ДНҚ молекулаларын оңды-солды қолдану, биологиялық тұрғыдан өте қауіпті гибрид молекулалардың пайда болуына əкеп соғуы мүмкін. Өйткені, соның салдарынан биосфераға жаңа патогенді немесе мутантты гендері бар бактериялар мен вирустар қаптап кетуі ықтимал. Кейбір рекомбинантты молекулалар қатерлі ісік (рак) тудыруы да мүмкін. Гендік инженерияның əдістері жаңа биологиялық қарулар жасау мақсатында да қолданылуы кəдік. Егер бұл айтылғандар жүзеге асатын болса, жалпы жер бетіндегі тіршілік атаулыға, соның ішінде ең алдымен адам баласына қауіп төнеді. Гендік инженерияның қол жеткен табыстарының арқасында болашақта ауылшаруашылығының, биотехнологияның жəне медицинаның іргелі мəселелері шешілетіні сөзсіз. Осыған байланысты өсімдіктер, жануарлар мен мироорганизмдер селекциясы жаңа сипат алмақ. Бұл ғылымның адамда болатын тұқым қуалайтын аурулармен жəне басқа да биологиялық кемістіктермен күресуде алатын орны ерекше. Гендік инженерияның, сонымен қатар, əлеуметтік жəне психологиялық мəселелерді зерттеуге де қатысы бар. Осы аталған мəселелер шешілетін болса, адамзаттың бүкіл органикалық дүниеге үстемдігі артады, сөйтіп ол тірі табиғаттың нағыз иесіне айналады. жүктеу/скачать 1,63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|