Гендік инженерияның қандай технологияларын қазіргі таңда қолданылады?

Одан кейін рекомбинанттық ДНҚ бірнеше әдістермен тірі жасушаға енгізіледі. Жаңа геннің экспрессиясы өтеді де, жасуша сол ген белгілейтін белокты синтездей бастайды. Сонымен, жасушаға рекомбинанттық ДНқ молекуласы түрінде жаңа генетикалық ақпаратты енгізіп, ақырында жаңа белгісі бар организмді алуға болады. бұндай организмді трансгендік немесе трансформацияланған организм деп атайды, себебі бір организмнің өзгеріп басқа қасиетке ие болуын трансформация деп атайды.

Алғашқы рет рекомбинанттық ДНҚ 1972 жылы АҚШ-та Стэнфорд университетінде П.Бергтың лабораториясында жасалды. Онда пробирка ішінде үш түрлі микроорганизмнің ДНҚ-лары лямбда фагтың және ішек таяқшасы бактериясының ДНҚ фрагменттері мен маймылдың онкогендік вирусының толық геномы қосылған еді.

Өсімдіктердің гендік инженериясы саласында бірінші жұмыстар in vitro өсірілетін жасушалармен 1980 жылы жүргізілген. 1983 жылы алдымен күнбағыстың трансгендік каллусы, кейін сол каллустан табиғатта мүлдем болмаған санбин өсімдігі алынды. Санбин (ағ.sunflower-күнбағыс, been-бұршақ) деген ол геномында бұршақтың бнлогы фазеолинді кодтайтын гендері бар күнбағыс өсімдігі еді. Гендік инженерия гендерді тасымалдау тәсілі ретінде болашақта екпе өсімдіктердің селекциясының тиімді аспабы бола алады. Қазіргі кезде гендік инженерия алғашқы қадамдарын басып, екпінді дамып келеді.

Гендік инженерияның әдістемелік негізі жапырақтың мезофилл жасушаларының немесе каллус ұлпасының протопластары болады. жаңа генетикалық ақпаратқа ие болған протопласты өсіріп, одан регенерант өсімдігін алуға болады. генетикалық трансформация үшін сомалық жасушалардан басқа тозаң жасушалары, жұмыртқа жасушасы қолданылады. Сонымен, in vitro өсірілетін жасушаларға гендік инженерияның әдістерін қолданып, өсімдіктердің бағалы белгілері бар негізінде жаңа формаларын құруға болады.

Әрбір полипептид тізбегінің, яғни белоктың өзінің құрылымдық гені болады. ол ген нақтылы белок құрамындағы амин қышқылдарының бір-бірімен ізділігін, жалғасу ретін белгілейді. Гендік инженерияның мақсаты – әрбір дербес құрылымдық генді бір өсімдіктен басқа бағалы сорттың өсімдігіне оны одан әрі жақсарту үшін енгізу.

Қазіргі уақытта молекулалық биологияның жетістіктерінің арқасында құрылымдық гендерді таза күйінде және де жеткілікті мөлшерде бөліп шығару әбден болады. бірақ бұл жұмыстың өсімдіктермен өткізгендегі қиыншылықтары, ол өсімдіктердің геномдарының едәуір күрделілігі. Оның құрамына 150 мыңнан астам гендер кіреді, ал соынң ішінде тек 5-10% бірегей ДНҚ генетикалық код қызметін орындай алады, яғни 15-25 мың гендер құрылымдық гендері болғаны. Өсімдіктер геномында функциясы белгісіз көп қайталанған ДНҚ элементтері орасан зор (90-95 %). Сондықтан өсімдіктердің бір белгісін кодтайтын жеке гендерін теңестіру өте қиын да ауыр жұмыс. Одан басқа бірқатар маңызды белгілер тек бір генде емес, көптеген гендерде жазылған. Мысалы, өнімділік, тез пісіп жетілу, азотты сіңіру, ортаның қолайсыз факторларына төзімділік белгілері полигендік болады. бірақ олардың биохимиялық негіздері белгісіз. Гендік инженерияның әзірше алға қойған мақсаты – анық бір белгі жазылған қарапайым гендермен айналысу. Мысалы, кейбір қор белоктары, гербицидтер мен пестицидтерге төзімділік гендері, т.с.с. өсімдіктердің құрылымдық гендерін бөліп алу үшін гендік инженерияның әдістері қолданылады.

Гендердің көптеген геномдық көшірмелері ДНҚ-ның комплементарлық тізбегін (қДНҚ) кері транскриптаза (ревертаза) көмегімен матрицалық РНҚ-да синтездеу арқылы алынған. Ревертаза көмегімен үйлесімді аРНҚ болса, көрінген дербес генді синтездеуге болады. ал аРНҚ-ны бөліп алу әдістері жақсы дайындалған.

Бұдан басқа белоктың алғашқы құрылымын зерттеу әдістерінің жетілдіруі арқылы сол белокты кодтайтын генді химиялық-биологиялық жолымен синтездеуге болады. сонымен қатар ол үшін ДНҚ-ның нуклеотид қалдықтарының ізділігін тура анықтауға қолдануға болады.