ОҚулық Қазақстан Республикасы Білім жəне ғылым министрлігі бекіткен Алматы, 2011 2

44
қарқынын арттыратын молекулалар – фолдинг катализаторлары деп аталса, ақуыз
пішінін  өзгертуге  ат  салысатындары – фолдинг  шаперондары делінеді. Осындай
шаперондік роль атқаратын молекулаларының төрт типі белгілі:
1. Ақуыздардың  дұрыс  фолдингін  қамтамасыз  ететін  молекулалар (фолдинг-
шаперондары – folding chaperones)
2. Жартылай ұйыған ақуыз молекуласын білгілі бір қалыпта ұстап тұру үшін
жаратылған молекулалар (ұстап тұрғыш шаперондар - holding chaperones)
3. Дұрыс 
емес 
пішінді 
ақуыздарды 
айналдыратын 
шаперондар
(дезагрегациялаушы шаперондар – disaggregating chaperones)
4. Жасушалар  мембраналары  арқылы  тасымалданатын  ақуыздарға  ілесетін
шаперондар (секреторлық шаперондар – secretory chaperones)
Фолдинг-шаперондары  ақуыздардың  дұрыс  конформация  қабылдауына
көмектеседі. Олардың көбісі кішігірім қанттық немесе петидтік негіздерден тұрады.
Фолдиг  шаперондары  молекулаларының  атқаратын  қызметтеріне  түсіндірме
жасау  үшін, зауыттағы  жинау  конвейерінің  жұмыс  істеу  ретін  мысалға  келтірейік.
Айталық, қандай да бір қондырғының жиналуы барысында, олардың бөлшектерінің
қозғалмай  тұруы  үшін, қатырма (фиксатор) ретінде  арнайы  тартқыштар,
бекіткіштер, скобалар  сияқты  қосалқы  заттар  қолданылады. Қондырғыны
жинастырудың  келесі  кезеңінде, жаңағы  қосалқы  заттар  қажетсіз  болып  қалып,
қондырғының  басқа  бір  бөлігін  бекіту  үшін  қажет  болатын  қосымша  заттар
(қысқыштар, жапсырғыштар, түйрегіштер  жəне  т.б. тəрізді) пайдаланылуы  мүмкін.
Көлемі шағын келетін фолдинг-шаперон молекулалары, ақуыз синтезі конвейерінде
жүретін  əртүрлі  кезеңдерінде  осындай  лайықты  қызметтерін  атқарып  отырады.
Егерде  ақуыздар  қажетті  пішіндерін  алмаған  болса, бұл  шаперондардың  тиісті
қызметтерін  атқармағандығын  білдіреді  жəне  қосындылар (включений) деп
аталатын ерімейтін агрегаттар түрінде жинақтала береді.
Жасуша  құрамында  су  мөлшері  көп  болатыны  белгілі. Мұның  ішіндегі
молекулалар  көбінесе  зарядталған, яғни  гидрофильді  болып  келсе, ал
зарядталмағандары  гидрофобты  деп  аталады. Ұзына  бойына  тізбектеле  орналасқан
ақуыз  құрылымында  гидрофильді  бөліктері  мен  гидрофобты  тұстары  да  кездеседі.
Сулы  орта  жағдайында  ақуыздың  гидрофобты  жасушалы  бөлігі  ақуыз
молекуласының  ішкі  жағына  қарай  ығысып, сырт  жаққа  гидрофильді  бөліктерін
қояды  жəне  олар  су  молекулаларымен  əрекетке  түседі. Көлемі  шағын  келетін
фолдинг-шаперон  молекулаларының  негізгі  қызметтері – ақуыздың  гидрофобты
бетімен  əрекетке  түсу  арқылы  оларды  зарядтау, немесе  керісінше – қажетті
жағдайда  зарядталған  бөліктерін  бүркеу  арқылы  ақуыздардың  дұрыс  пішінге  ие
болуларын қамтамасыз ету.
Ұстап  тұрғыш  шаперондар, фолдинг  шаперондары  босап, ақуыздармен  өз
қызметтерін  бастағанға  дейін, ақуыздарды  тұтып-сақтап  тұратын  резервуар
қызметін атқарады. Ұстап тұрғыш шаперондары, жасуша ішіндегі жағдай ақуыздың
дұрыс  фолдингін  қамтамасыз  ете  алатын  дəрежеге  жеткенше, ақуыздарға  қажетті
химиялық  жəне  жылулық  ортаны  жасап  тұрады. Бұл, жасушаның  ақуыздың  қате
фолдингінің жүрмеуін қамтамасыз ету үшін пайдаланатын механизмдерінің біреуі.
Екінші 
механизмі 
дезагрегациялаушы 
шаперондарды 
пайдалануға
байланысты. Дезагрегациялаушы  шаперондар  қате  фолдинг  жүрген  ақуыздарды

45
(дұрыс түзілмеген) рефолдинг (қайта  шешу) қызметін  атқарады. Олар жасушадағы
дұрыс  түзілмеген  ақуыздарды  бақылап, қажетсіз  өнімдерден  тазарту (утилизация)
қызметін атқарады. Осындай механизмнің бар болғанымен, жасушада ақуыздардың
белгілі  бір  пайызы  қажетсіз  қалдық  қосындылары (включений) ретінде  жиналып
қалады. Мұндай қалдықтар жасушада кішігірім тығыз түйіршіктер ретінде байқалып
тұрады.
Шаперондардың  ерекше  қасиеттері  қатарына, олардың  молекулаларының  бір
ғана ақуыз фолдингін басқармайтындығын айтуға болады. Ақуыздың қате фолдингі
нəтижесін талдаумен айналысқан ғалымдар, кездейсоқ жағдайда бұзылған молекула
арасынан, шаперондардың  құрылымымен  ұқсастарын  тапқан. Олар  қате  ақуыз
фолдингі нəтижелерін түзетуші молекулаларын анықтаған. Сондықтан, шаперондар
тегінің  универсалдығын  негізге  ала  отырып, оны  қандай  да  бір  ортадағы
ақуыздардың  қате  фолдингі  нəтижелерін  түзету  мақсатындағы  биоинженерлік
жұмыстарында пайдалануға болады деген қортындыға келуге болады.
3. Протеолиз немесе ақуыздың ыдырауы
Ақуыз  метаболизмін  қадағалайтын  жасушалық  жүйе, құрамындағы  амин
қышқылдарын  қайта  пайдалану  мақсатында  ақуыздарды  ыдырату  қызметіне  ие
болады. Ақуыздардың  ыдырауы – протеолиз  деп  аталады. Ыдырауға  тиесілі
көптеген ақуыздар бірнеше рет фолдингке жəне рефолдингке ұшыратылады. Ақуыз
протеолизіне қатысатын ферменттер – протеолетикалық ферменттер деп аталады
жəне  олар протеасома  түзеді. Көбінесе  бұлар  ақуыздарды  кішігірім  бөлшектерге
кесуге арналған, цилиндр пішінді құрылымдар болып келеді.
Протеолетикалық 
ферменттер 
жасуша 
ішінде 
бұрыс (аномальді)
полипептидтерінің  жинақталып  қалуының  алдын  алады  жəне  амин  қышқылдарын
түзуге  қажетті  энергия  көздерін  сақтайды. Эукариотикалық  жүйелерде,
ақуыздардың  ыдырауы  алдында, олардың  маркировкасы  жүреді. Эукариотикалық
жүйелерінде маркерлер барлық жерлерінде кездесуі себепті – убиквитиндер (ағылш.
Ubiquitous – кездескіш, барлық жерде болғыш) деген атқа ие болды.
Протеолетикалық  ферменттерінің  нысанасы  болып  табылатын  көптеген
ақуыздары, қоршаған  ортаның  қолайсыз (стрестік) жағдайларының  əсерінен
ыдырауға  ұшырайды. Сонымен  бірге  əубастан  қате  фолдингі  жүрген  ақуыздар  да
ыдыратылады. Кейбір ақуыздар аз өмір сүру уақытына ие болады.
Келесі 14-ші суретте ақуыз ыдырауының барысы көрсетіледі.

46
14-сурет. Ақуыздың ыдырауы
Төменде  жасушаның  ақуыз  түзілуіндегі, ақуыздың  дұрыс  фолдингі  жəне
олардың ыдырау үдерістерінде өтетін іс-қимылдарының барысы беріледі:
1. Ақуыздың  түзілуі  қоршаған  орта  жағдайлары  мұны  қажет  еткен  жағдайда
ғана жүреді.
2. Көптеген  гендер  бірнеше  ақуыздарды  коделейді. ДНҚ  матрицасында
синтезделетін мРНҚ өте көптеген кодондарға ие болуы мүмкін, сондықтан
дұрыс құрылымды ақуызы түзілуі үшін ол «редакциялануы» қажет.
3. мРНҚ жасушалық ферменттер арқылы «редакцияланады».
4. Пайда  болған  ақуыздар, қоршаған  ортаның  жағдайы  ақуыздың  дұрыс
фолдингін қамтамасыз ете алғанға дейін, арнаулы шаперондармен тұтылып
тұрылады.
5. Фолдинг-шаперондары ақуыздардың дұрыс фолдингі үшін қажет.
6. Егерде  ақуыз  фолдингі  дұрыс  жүрмеген  болса, дезагрегациялаушы
шаперондары оларды жазып (ашып), қайтадан дұрыс конформация алуына
мүмкіндік жасайды.
7. Көптеген ақуыздар мембранаға тіркесу үшін, рефолдингке ұшырауы қажет
болады.
8. Секреторлық  шаперондары  жасушадан  шығарылуы  алдында, ақуыз
құрамына кіретін арнайы амин қышқылдық ретімен байланысуы қажет.
9. Қартайған  немесе  қате  фолдингі  жүрген  ақуыздары, убиквитиндермен
тіркеседі жəне протеасоманың қатысуымен ыдыратылады.

47
1. Ақуыз типі мен оның қызметі
Протоем – жасушадағы  барлық  ақуыздар  бірлігі. Бұрынғы  көптеген ғылыми
жұмыстарында  əрбір  жасуша  протоемын  жекелей  сипаттап  беруге  талпыныстар
жасалған  болатын. Протоем  сараптауы  қазіргі  компютерлік  технологияларды
пайдалану  мүмкіндігінің  өзінде  де  өте  күрделі  жұмыс  болып  табылады  жəне
əрдайым сирек ақуыз түрлерін анықтауға мүмкіндік бере бермейді. Протеомиканың
мақсаты – ДНҚ-чипіне  ұқсас  микросараптауларын  жасау. ДНҚ-чипінде  матрикске
бекітілген (байланған) белгілі  жасушаның  гені  болатыны  белгілі. Матрикске
байланған  гендер  екі  үзікті (цепь) ДНҚ  молекуласының  тек  бір  үзігі  ғана  чиптің
құрамына  кіретіндей  болып  денатурацияға  ұшырайды. Мұнда, ДНҚ-ның  бір  үзігі
екінші 
үзігін 
комплементарлық 
принципі 
бойынша 
байлап 
тұрады.
Комплементарлық  үзікке  белгіні «тігу» арқылы  чиптегі  генді  байқауға  болады.
Алайда, ақуызда ДНҚ молекуласындағы комплементарлық үзігіне ұқсас нəрсе жоқ.
Чиптегі  əртүрлі  ақуыздарды  түстеп-тану (идентификация) үшін, олардағы  əрбір
жеке ақуызға арналған моноклональді антиденелері қажет болады.
Протеомадағы  көптеген  санды  ақуыздардың  қызметтерін  анықтау –
биоинженерлердің  жақын  болашақта  зерттеуі  қажет  болатын  үлкен  жұмыстары
қатарына  жатады. Бұрыннан  мұндай  сараптаулар, қалыпты  жəне  мутантты
жасушаларының  жəне  индивидуумдардың  протоемдарын  салыстыру  немесе
жекелеген  ақуыздарға  биохимялық  сараптаулар  жүргізіп, олардың  құрылымын –
қызметі  белгілі  болған  ақуыздың  құрылымымен  салыстыру  жолымен  жасалынып
келінді. ДНҚ  молекуласындағы  нуклеотидтер  реттілігін  анықтаудың  да  маңызы
жоғары, өйткені  қызметтері  ұқсас  келетін  коделенетін  ақуыздар, туыстық  картасы
бойынша  бір-біріне  жақын  орналасады. Кейбір  жағдайларда, қарапайым  ағзаларда
бір-біріне  жақын  орналасқан  гендер, эволюциялық  тұрғыдан  жоғары  дамыған
түрлерде – алыс орналасады.
Антисенс-технологиясын  қолданып (антимағыналы  реттілігін  қолдану)
гендерді  ажырату  мүмкіндігі  белгілі-бір  ген  коделейтін  ақуыздың  қандай  қызмет
атқаратындығын  анықтауға  мүмкіндік  береді. Антисенс-технологиясын  қолдану
нəтижесінде, осы жүйеге РНҚ молекуласын, комплементарлы мРНҚ молекулаларын
ендіру арқылы, мРНҚ-ның дезактивизациясы жүреді. Мұнда ақуыз синтезінің алдын
алып, РНҚ-ның комплементарлық молекуласы, мРНҚ-ның бір үзікті молекуласымен
байланысқа  түседі. Осындай  сараптаулар  жүргізу  үшін  көптеген  мəліметтер  қоры
(базасы) жасақталған. Осындай  қорлар  арасынан  Шиковски  бастаған  бір  топ
ғалымдардың (2000 ж) жасаған  ашытқылардағы  ақуыз-ақуыз  жүйесін  айтуға
болады. Осындай жүйелерді пайдалану арқылы жасалған сараптаулар нəтижесінде,
əлі  де  толық  сипатталмаған  ақуыздардың  қызметтерін  анықтауға  мүмкіндіктер
туылады.
5. Биоинженерлік жүйелердегі ақуыздың қате фолдингі мүмкіндігін
төмендету
Ақуыз  өндіру  бағытындағы  биоинженерлік  жұмыстарында  ең  өзекті
мəселелерінің  бірі  ретінде  геном  бактерияларына  енгізілетін  гендерінің  дұрыс

48
жұмыс істеуін қамтамасыз ету, яғни ақуыздың дұрыс фолдингін қамтамасыз ететін
трансляция мен транскрипция үдерістерінің қалыпты жүретіндіктеріне көз жеткізуді
айтуға  болады. Сондықтан, ақуыз  фолдингі  жүретін  бағыттың  дұрыс  қалыптасуын
қамтамасыз  ету  қажет. Қазіргі  кезде  ғылымға  ақуыздың  қате  фолдингісінің  алдын
алудың жолдары белгілі болды.
Микроорганизмдерді  қажетті  өнім  шығаруға  бейімдеудегі  басты  кедергі,
оларды  табиғатына  жат  құбылыс – эукариотты  ақуыздарды  синтездеуге  бағыттау
болып табылады. Қажетті ақуыздың синтезін жүргізу үшін, көбінесе вектор ретінде
қолданылатын  плазмида  немесе  вирустардың  көмегімен  белгілі  бір  ДНҚ  реттілігін
бактерияға енгізгеннен кейін, ақуыз синтезіне жауапты гендерінің транскрипциясы,
бактериялды  жасушасының  өзіндік  механизмі  арқылы  жүзеге  асырылатынын
есімізде  ұстайық. Мұндағы  синтезі  жүретін  ақуыз – жасушалық  ортаға  жат  болып
табылады. Сондықтан  ақуыздың  қате  фолдингі  мəселесінің  болуы  күтілмеген
жағдай  емес. Осы  мəселені  шешу  мақсатында  қолдануға  болатын  бірнеше  əдістер
бар. Мұның  біріншісі  ретінде – ақуыз  синтезінің  қарқындылығын  төмендетуге
бағытталған  жұмысты  айтуға  болады. Ақуыздың  аса  көп  өндірілуі – жасуша  үшін
негізгі  стресс-фактор  болып  табылады  жəне  мұның  нəтижесінде  қате  фолдингінің
жүру  мүмкіндігі  де  артады. Сонымен  бірге, мысалы, қоректік  ортаның
температурасын төмендету арқылы, өсіру жағдайын да өзгертуіңізге болады.
Басқа бір жолы ретінде – фолдинг регуляциясын коделейтін гендерді ендіруді
айтуға болады. Мұнда жасушадағы фолдинг регуляциясына жауапты гендері, ақуыз
түзілуіне  жауапты  құрылымдық  гендерімен  бірге  экспрессиялануы  қажет. Егер  де,
жасушада  фолдинг  регуляторларының  гендері  көп  болса, ақуыз  фолдингінің
тиімділігі мен дəлдігі де артады.
Сонымен бірге, молекула секрециясының тиімділігін – секрецияға қатысатын
шаперондардың пайда болуына жауап беретін гендерді ендіру арқылы да арттыруға
болады. Мұндағы тағы бір айта кететін жайт – бұл шаперондар жасушадан ақуызды
шығаруды  қамтамасыз  етеді. Осындай  жолмен  шығарылған  ақуыздарды  қажетті
мақсатта пайдалану үшін жинақтап алуға болады. Мұндай ақуыздарда арнайы амин
қышқылдық орналасу реті болатынын еске түсірейік. Осы реттілікпен секреторлық
шаперондары  байланысады. Секреторлық  шаперондары  ақуыздардың  жасушалық
мембраналарынан  өтуін  қамтамасыз  етеді. Сөйтіп, ақуыздардағы  сигналдық
реттілігінің болуы, олардың жасушадан секрециялануына жəрдемдеседі.
Ақуыздардың  қате  фолдингісінің  жүру  мүмкіндігі  қоршаған  ортаның  кейбір
факторларының əсеріне, мысалы ыстықтық қолайсыздығына (стресіне) байланысты
артады. Ақуыз  синтезінің  қарқынды  түрде  жүру  нəтижесі, олардың  қате  фолдингі
мүмкіндігіне де алып келеді.

49
ІІІ тарау бойынша өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар мен тапсырмалар.
1. Протеомика нені зерттейді? Бұл бағыттың адамдар үшін маңызы қаншалықты?
2. Ақуыздарға  тиесілі  атқарылатын  жұмыстарының  дұрыс  жүруі  неге
байланысты қалыптасады?
3. Егерде  амин  қышқыл  түрлері  бірдей, бірақ  олардың  орналасу  тəртібі
өзгешелеу болса, атқаратын қызметтері бірдей бола ма?
4. Ақуыздардың құрылымының неше түрін білесіз? Сипаттамаларын айтыңыз.
5. Жасушаларды  өзіне  тиесілі  емес  ақуыздарды  синтездеуге  бағыттау  үшін,
қандай ерекшеліктерді басты назарда ұстау қажет екендігін еске түсіріңіз.
6. Ақуыз фолдингі дегеніміз не?
7. Ақуыз фолдингіндегі шаперондардың ролі қандай?
8. Шаперондардың ерекше қасиеттерін биоинженерлік жұмыстарында пайдалану
мүмкіндіктері қандай деп ойлайсыз?
9. Ақуыздың ыдырауы ненің көмегімен жүзеге асырылады?
10. Убиквитиндер дегеніміз не жəне олар қандай қызмет атқарады?
11. Жасушаның  ақуыз  түзілуіндегі, ақуыздың  дұрыс  фолдингі  жəне  олардың
ыдырау үдерістерінде өтетін іс-қимылдарының барысын айтып беріңіз.
12. Протеомиканың негізгі мақсаты қандай?
13. Антисенс-технологиясы дегеніміз не жəне ол не үшін қолданылады?
14. Протеомиканың  болашақта  қолданылу  мүмкіндігі  мен  аясы  қандай  деп
ойлайсыз?
15. Ақуыздың қате фолдингі мүмкіндігін төмендету мақсатында не істелінеді?
16. Қоршаған ортаның факторлары ақуыз синтезіне əсер ете ме?

50
ІV тарау
ИНЖЕНЕРЛІК ЭНЗИМОЛОГИЯ ЖƏНЕ ИММУНОЛОГИЯ НЕГІЗДЕРІ
1. Иммобильденген ферменттер дайындау
Тірі  ағзалардағы  тіршілік  үдерістерінің  бірқалыпты  өтуі – ферменттер
қызметіне байланысты. Ферменттің құрылымы мен атқаратын қызметінде кездесетін
өзгерістер, ағзада əртүрлі паталогиялық сипатқа ие болады немесе əртүрлі ауруларға
алып  келеді. Қан  құрамындағы  ферменттер  деңгейі  мен  белсенділігін  анықтау
арқылы, ағзадағы  түрлі  ауытқушылықтар  жөнінде  пікір  жасалынып, соған
байланысты  тиісті  аурулар  жөнінде  диагностикалық  болжаулар  жасалады.
Емханаларда  науқас  адамдарды  емдеу  мақсатында  пепсин, трипсин, химотрипсин
сияқты  протеолиттік  ферменттер  пайдаланылады. Сонымен  бірге, ферменттер
əртүрлі – тамақ, фармацевтика, медицина, тоқыма  өнеркəсібі, былғары  өндірісі,
ауылшаруашылығы, органикалық  синтез  сияқты  өндіріс  салаларында  биологиялық
катализаторлар ретінде кеңінен пайдаланылады.
Инженерлік  энзимология – қажетті  өнім  алу  мақсатында  жекелей  бөлініп
алынған  немесе  тірі  жасушалар  құрамындағы  ферменттің (немесе  ферменттер
жүйесінің) каталитикалық  қызметін  пайдалану  болып  табылады. Бұл  жердегі
биозерзаты – фермент (немесе  ферменттер  комплексі). Практикалық  жұмыстарда
көбінесе  қызметі  тұрақтандырылған  жəне  пролонгиланациялатын  иммобильденген
ферменттері (иммобильденген жасушалары сирегірек) қолданылады.
Инженерлік  энзимология  əдістерінің  негізгілерінің  бірі – иммобильденген
ферменттер  дайындау. Иммобильденген  ферменттер  дегеніміз (лат. Immobilis
жылжымайтын, қозғалмайтын) – табиғи  немесе  синтетикалық  заттардың  беткі
қабатына  бекіген  немесе  полимерлік  гельдер  құрамына  енгізілген, қозғалысы
шектелген ферменттер.
Табиғи  немесе  синтетикалық  заттардың  беткі  қабатына  бекітілген
ферменттерді пайдаланудың бастамасы ретінде, 1916 ж. Нельсон мен Е. Гриффиннің
көмірге  адсорбцияланған  инвертаза  ферментінің, өзінің  белсенділігін  сақтай
алатындығын  анықтауынан  кейін  деп  есептеуге  болады. Иммобильденген
ферменттердің нативті ферменттермен салыстырғанда елеулі артықшылықтары бар.
Атап  айтқанда, олар  реакциялық  ортадан  оңай  бөлінеді. Бұл  ерекшелік  ортадағы
реакцияны қажетті кезінде тоқтатып, катализаторлармен ластанбаған таза өнімдерді
алуға  жəне  фермент  дəрмегін  бірнеше  қайталап  пайдалануға  мүмкіндік  береді.
Иммобильденген  ферменттердің  белсенділігі – биотехнологиялық  жүйелерді
үздіксіз жүргізу, катализдейтін реакцияның жылдамдығын реттеу, өнімді синтездеу
көлемін  арттыру  мүмкіндіктерімен  анықталады. Иммобильдеу  əдістері  арқылы
қажетті  тасымалдаушыларын  іріктеп  алу, ферменттерге  қажетті  рН  орталарына,
темрератураға  шыдамдылығы, денатурлаушы  əсерлерге  тұрақтылығы  сияқты
қасиеттерін мақсатты түрде өзгертуге болады.
Иммобильденген  ферменттер  дайындауда  бекітуші  субстрат  ретінде
целлюлоза, декстран, агароза  жəне  олардың  туындылары  сияқты  полисахаридтер
тасымалдаушы  ретінде  кеңінен  пайдаланылады. Субстрат  ретінде  пайдаланылатын
заттардың басты артықшылықтары қатарында – жоғары деңгейдегі гидрофильдігін,

51
əртүрлі  функциональдық  топтарының  болуын, қолданылу  ыңғайлылығын  айтуға
болады. Мысалы, осы  мақсатта  қолданылатын  каррагинан, альгин  қышқылы  жəне
олардың  тұздары  болып  табылатын  альгинаттардың  басты  ерекшеліктері  ретінде –
төмен  температурада  пайдалану  мүмкіндігі  мен  олардың  белгілі  жағдайда  гель
түзетінін айта аламыз. Кейінгі кездері осындай мақсатта фермент тасымалдаушысы
рентінде  хитин  мен  хитозин  кеңінен  пайдаланылуда. Аталған  тасымалдаушыларға
иммобильденген  ферменттердің  белсенділіктері  жоғары, термотұрақты  жəне
бактерияларға да төзімді келетіні анықталған.
Ферменттер 
иммобилизациясына 
арналған 
синтетикалық 
полимер-
тасымалдаушылар  ретінде  стиролдар  негізінде – дивенилбензол  сияқты  тігуші
қызметін  атқаратын  агенттері, полиуретан  негізіндегі – полимерлер, ПААГ
(полиакриламид  гелі), поливинил  спирті  негізіндегі  тігуші  агент  ретінде – глутар
альдегиді жасалынып, өндірісте арнаулы мақсаттарда пайдаланылады.
Органикалық  заттардан – табиғи  липидтер  немесе  олардың  синтетикалық
аналогтары  төмен  молекулалы  тасымалдаушылар  болып  есептелінеді. Липидтік
тасымалдаушыларда  ферменттер  əртүрлі  беткейлерде – моноқабат  түрінде  немесе
сфера пішінді биқабат (липосома) түрінде орналасып пайдаланылады.
Органикалық  емес  тасымалдаушылар  ретінде, түйіршікті  немесе  монолиттік
түрінде қолданылатын – силикагель, сазбалшық, керамика, табиғи минералдар жəне
олардың  оксидтері  негізіндегі  заттар  қолданылады. Мұндай  тасымалдаушылардың
басты  артықшылықтары – оңай  регенерацияланады  жəне  кез  келген  құрылымды
бере алады.
Жасушаларды 4 тəсілмен иммобильдеуге болады:
1. Жасушаларды  əртүрлі  оқшау (инерттік) заттармен (альгинат  гелімен,
агармен, ПААГ, желатинмен, коллагенмен) қаптау.
2. Оқшау заттың беткі қабатына ферменттерді жəне жасушаларды адсорбция
арқылы орналастыру.
3. Оқшау 
заттың 
беткі 
қабатына 
жасушаларды 
биологиялық
макромолекулалар (пектиндер) арқылы «тігу».
4. Ферменттерді  жəне жасушаларды  коваленттік байланыстар арқылы  оқшау
субстраттарға  орналастыру (мысалы, карбоксиметилцеллюлозаға-КЦМ)
арқылы.
Биологиялық  құндылығы  тұрғысынан, оқшау  затқа  бекітілген  ферменттер  мен
жасушалар  өз  өміршеңдігін  сақтауы  себепті  маңызды  болып  табылады. Осындай
жолмен  бекітілген  жасушалар  төңірегінде  қоректік  орта  көп  мөлшерде  араласып
тұрады, яғни  оның  құрамын  өзгертіп, өсу  қарқындылығын  бəсеңдету  арқылы
қосымша заттарды көбірек алуға болады.
2. Иммундық жүйе туралы түсінік
Иммундық жүйе дегеніміз – жат текті генетикалық информацияға əсерленетін
жəне  макроорганизмді  осындай  информациядан  қорғануға  қатысатын  мүшелер
жəне  жасушалар  жүйесі. Иммундық  жүйе, басқа  да  жүйелермен (жүйке,
эндокриндік, жүрек-тамыр, тыныс  алу, ас  қорыту  жəне  т.б.) біргелікте, ағзаға
патогенді 
микробтарының (вирустар, бактериялар, микроскопиялық

52
саңырауқұлақтары, протозоа) жəне шығу тегі мен мақсаты басқа антигендерінің
(ұлпалық 
трансплантанттар; өсімдіктер 
немесе 
хайуандардың 
улары;
аутоантигендер; ісік жасушалары) кіріп кетуі мен онда дамуынан қорғайды. Олар
макроорганизмдегі  ішкі  ортаның  тұрақтылығын  қамтамасыз  ету  мақсатындағы
(гомеостазды) иммунологиялық  бақылау  қызметін  атқарып, ағзаның  тұтастығы
мен өзіндік қалпының сақталуын қадағалайды.
Иммундық  жүйе  үш  негізгі  құрамдас  бөліктерден  тұрады: жасушалық,
молекулалық жəне генетикалық. Бұлардың  біріншісінің  ішіне – макрофагтар, Т-
жəне ß-лимфоциттері, екіншісіне – иммундық  глобулиндердің  бес  класы IqM,
IqG, IqA, IqE, IqD жəне үшіншісіне – көптеген гендер кіреді (кесте -1)
1-кесте. Иммундық жүйенің генетикалық компоненттері
Аты
Атқаратын қызметі
Иммуноглобулиндік гендер
Өзгермелі (V) жəне  тұрақты (С) заттардың
құрылымын анықтайды. Н (µ,α, γ, α, ε) жəне L, ß-
лимфоциттеріндегі κ, λ – иммуноглобулиндер гені
үзіктерін; γ – аумағы 
Т-лимфоциттердегі
антигендеріне  бағытталған  рецепторлар  бөлігін
түзеді.
I аумағы (РLА- D) Макрофагтардың  өзара  əрекеттесуіне, Т  жəне ß-
лимфоциттеріне жауапты.
Ir- гені
Тиісті  антигендерге  қарсы  жауап  күшін  реттеу
арқылы, жеке  организмнің  ауруларға  төтеп  беру
қабілетін анықтайды.
Iа- антигенін
коделейтін гендер
Негізінен  лимфоциттердің «транспланттардың
иесіне  қарсылығы» жəне  лимфоциттердің  аралас
реактивтіліктеріне жауапты.
Иммуномедиатор
-лар гені
Цитокнин (лимфокиндер, ІL –интерлейкиндерін
қоса); γ – интерферон, нейтротрансмиттер,
макрофагтар 
миграциясын 
кідіртетін (МІІ)
факторлар  сияқты  иммуномедиаторларды  синтез
үдерісіне араласу.
Ген
сəйкесті-
лігінің
басты
комплек
-стері
(ГСК)
немесе
HLA
гені
Басқа салалар
Негізгілері:
трансплантанттар 
мен 
ісік
жасушаларын  қабылдатпауға  қатысатын  үлкен
жəне 
кіші 
трансплантанттық 
антигендері;
патогенді  вирустармен  əрекеттесу; комплемент
жүйесінің жекелеген комплементтерін синтездеу.
Жасушалық антигендер мен
рецепторларын
дифференцияциялау гендері
Анықтағыш 
лимфоциарлық 
антигендер (Т-
лимфоциттерінің 
түрлі 
субпопуляцияларына
арналған Lyt-1,2,3; белгілі 
лимфоциттерде
экспрессияланатын Lyb-3,5 жəне  т.б.); Ғс-
рецепторлары (ß-лимфоциттеріне, макрофагтарға
жəне 
Т-супрессорларына 
арналған 
ҒсRγ;
макрофагтар мен Т-хелперлерінде - ҒсRµ), В жəне
Т 
жасушалары 
субпопуляцияларындағы
комплемент рецепторлары.

53
Иммундық жүйе – ағзадағы  ең  бір  гетерогенді  жəне  күрделі  жүйелердің бірі.
Адамдарда  ол  өз  құрамында  бір  жағынан – шығу  тегі  бір  болғанымен, екінші
жағынан – түрлі  əсерлі  болып  келетін 2×10
12
  лимфоциттер  мен 10
20
  антидене
молекулаларыннан тұрады.
Иммундық 
жауап 
реакциясының 
негізгінде 
иммунокомпонентті
жасушаларының (ИКЖ) – макрофагтар, лимфоциттер, дендритті жасушаларының
біріккен (корпоративті) əрекеттесулері  жатады. ИКЖ-лар  шеткі (перифериялық)
қан  жүйесінде, көкбауырда, лимфалық  түйіндерінде  жəне  т.б. бөліктерде
кездесетіндіктен, ИКЖ-ның корпоративтік əрекеттері дененің барлық жерлерінде
көрініс  бере  алады. Осындай  əрекеттер  барысында  НLА  тарапынан  коделенетін
беткі  антигендері  басты  міндетті  атқарады; сонымен  бірге  олардың  қатарында
əртүрлі  медиаторлар (делдалдар) немесе  цитокиндер де  бұл  жұмысқа қатысады.
Цитокиндер қатарына, лейкоциттер мен басқа да жасушалардың физиологиялық
жəне  патофизиологиялық  реакцияларына  қатысатындықтан
жасушалық
регуляторлар деп аталатын əртүрлі заттар кіреді.
Цитокиндерге  келесідей  жалпы  белгілері  ортақ: олар  төменгі  молекулярлы
(ММ  көрсеткіші 80 кДа-нан  төмен) жəне  гликозирленген, пикомольді (пМ)
концентрацияда  əсерге  түседі, бөлінуі  арнаулы  жерде  ғана  жəне  тұрақты  түрде
емес, өзін паракаринді жəне аутокаринді фактор ретінде көрсетеді, жасушаларда
жоғары  кафинді  рецепторларымен  əрекеттеседі, рецепторлармен  əрекеттерге
түскеннен  кейін  жасушалардың 
РНҚ  спектрі  мен  функциональдық
белсенділіктерін  өзгертеді, ісіну  жəне  иммунитет  реакцияларының  күші  мен
ұзақтығын реттейді.
Қазіргі  кезде  цитокиндердің  лимфокиндер, монокиндер, интерлейкиндер,
интерферондар  сияқты  көптеген  түрлерінің  құрылымдары  мен  қызметтері
анықталған. Тек  қана  интерлейкиндердің 13 түрі  белгілі. Олардың 1972 жылы
ашылған ИЛ-1 деп аталатын түрі макрофагтармен түзілсе, ИЛ-2, ИЛ-3, ИЛ-5, ИЛ-
7, ИЛ-8 жəне ИЛ-9 түрлері Т-жасушасымен; ИЛ-4 активтелген Т-жасушасы жəне
В-жасушаларының  кейбір  желілері  мен  ірі  жасушалары  арқылы; ИЛ-6 – түрлі
жасушалармен түзіледі жəне интерферон β-2 деп аталады.
3. Антигендер мен антиденелер
Антигендер деп – иммундық қарсылық (жауап) шақыруға қабілетті қандай да
болмасын  кез-келген  бір  затты  айтуға  болады. Мұндай  заттардың  молекуласын
антигенді деп  атайды. Антигендер ретінде, мысалы, ақуыздар, липидтер немесе
көміртекті  заттар  бола  алады. Атап  кетер  бір  жайт, антигендерде  иммундық
жүйемен жекелей танылатын эпитома  деп аталатын бірнеше үлескілері болады.
Бұл иммундық жүйенің қарапайым (элементарлы) бірлігі болып есептеледі.
Жасушаның  бетінде  шығып  тұратын  көптеген  рецепторлардың  болатыны
белгілі. Жасуша бетіндегі көптеген молекулалары антигенді болуы мүмкін. Бөгде
жасушалардың  беткі  қабатында  кездесетін  көптеген  молекулаларды, біздің
иммундық  жүйе  жаттекті  деп  қабылдайды. Ал, біздің  өз  жасушаларымыздың
беткі  қабатында  да  антигендер  болғанымен, ағзамыз  оларды «көрмей  қалу»
қабілетін  танытады. Егер  де  ағзамызға  қан  құю  немесе  қандай  да  бір  мүше

54
тасымалдау  арқылы  кірген  жасушалардың  антигеніне – иммундық  жүйе  дереу
жауап  қайтарады, яғни  ол  донорда  бар  болғанымен  реципиентте (бізде) жоқ
болғандықтан – оны  жат  тегі  деп  қабылдайды. Иммундық  жүйе  осындай  жаңа
ұлпаны (антигенді) қабылдамай  қоюға  əрекет  жасайды.  Дереу  жаңа  ұлпаның
антигендерімен байланысқа түсе алатын  антиденелері түзіле  бастайды. Ағзаның
жауап реакциясы нəтижесінде жаңа ұлпа қабылданбай қалады.
Иммундық жүйе ағза дамуының өте ерте кезеңдерінен бастап өз антигендерін
жат текті антигендерінен ажыратуды «үйрене» бастайды. Егерде иммундық жүйе
өз  антигендеріне  шабуылдай  бастаса, аутоиммунды  ауруы  дами  бастағаны. Бұл
шабуыл антигендерге қарсы антиденелердің пайда болғанын көрсетеді.
Антиденелер – ß-лимфоциттері  синтездейтін  молекулалар  болып  табылады.
Олардың  жалғыз мақсаты – ағзаға  енген  жат затпен  байланысу. Əрбір антидене
өте спецификалық конфигурация түзіп, жекелеген немесе бір топ молекулаларға
ұқсас  болып  келеді. Осы  қасиетімен  антиденелері  антибиотиктен  ерекшеленіп
тұрады. Антибиотиктер  көптеген  организмдерге  улы  болып  келеді. Мысалы,
пенициллин  барлық  граммтеріс  бактерияларына  улы  əсер  етеді. Антиденелер
болса, тек қана қайсі бір бактериялар бетіндегі  немесе үлескісіндегі атигендерге
ғана қарсы əсерленеді.
Ең  алғаш  антиденені  бөліп  алғанда, оны  глобулиндер  деп  атаған. Кейінірек
олардың 
иммундық 
жауапқа 
қатысы 
мəлім 
болғаннан 
кейін –
иммуноглобулиндер деп атай бастаған. Онан кейінгі зерттеулер қан құрамындағы
иммуноглобулиндердің  көбісі  гамма-конфигурациялы (пішіндес) екендігін
көрсеткен. Сондықтан  антиденелер  гамма-глобулиндер  деген  атқа  ие  болды.
Бірақта бұл атау да дəл емес, өйткені барлық гамма-глобулиндер антидене болып
табылмайды.
Əрбір ß-лимфоциттері  тек  қана  бір  спецификалық  антидене  синтездейді.
Қашан ß-лимфоциті өзінің антигенін кездестіргенше, ол басқа да антиденелермен
бірге лимфоциттерінің беткі жағында тыныш күйінде болады. Қалай ғана антиген
беткі  қабатында  тиісті  антиденесі  бар ß-лифоцитпен  кездескен  жағдайда, оның
антиденесімен  байланысқа  түседі. Антиденелер  мен  антигендер арасындағы  бұл
байланысты, салыстырмалы  түрде  кілттің – құлыпқа  немесе  қолғаптың – қолға
дəл  келуімен  теңеуге  болады. Сөйтіп, қалай  антиген-антидене  комплексі  пайда
болысымен ß-лимфоциті  белсенді  қызметке  түседі. ß-лимфоцитін  синтездейтін
антиденелер тек қана жасуша бетінде көрініс бермей, мұнымен қоса, лимфа мен
қан  жүйелерінің  саңлауларына  өтетіндей  майысып, модификацияланады. ß-
лимфоциті белсенді түрде бөлініп-көбеюі арқылы, дəл қажетті типті антиденелер
түзетіндей, клондар  деп  аталатын  біртекті  жасушалар  колониясын  түзеді.
Жаттекті  антиген  жойылған  соң, ß-лимфоциттер  колониясы  өзінің  белсенділігін
төмендеткенімен, ағзадағы  оның  мөлшері  бəрібір  салыстырмалы  түрде  жоғары
қалпында  сақталады. Егер  де, сол  бір  антигенмен  ағза  қайтадан  кездескен
жағдайда, бірнеше есе күшейтілген иммудық жауап пайда болады. Екінші жауап
– антиген  жөнінде  спецификалық  иммундық  мəліметтің  сақталғандығын
білдіреді. Яғни, иммунитеттің, немесе дертке төзімділіктің негізінде – ағзаның
антигенге қарсы күшейтілген түрде жауап беру қабілеттілігі жатады.

55
Сіздерге, ағза  қалайша  сан  түрлі  антигендерге  спецификалық  рецепторларын
қалыптастырады  деген  ой  келуі  мүмкін. Шындығында  бұл  кездейсоқ  үдеріс.
Жаттекті  ақуызы (антиген), біздер  дүниеге  келгенде  ағзамызда  кездесетін  жəне
бүкіл иммундық жүйемізге таралған жүздеген немесе мыңдаған рецепторлардың
біреуіне  дəл  келеді. Əрине, мұндай  рецепторлардың  кездейсоқ  ұшырасуы –
эволюциялық  басымдылық  болуы  мүмкін. Мысалы, қандай  да  бір  организмдер
популяциясына  ұдайы  шешек  ауруы  қауіп  төндіріп  тұрды  делік. Көптеген
ұрпақтардан  кейін, бұл  популяция  өкілдерінде  шешек  антигеніне  қарсы
рецепторлары  бар  лимфоциттердің «сақтық  қоры», яғни  иммунитет  қалыптасуы
мүмкін.
Жетілуі  барысында ß-лимфоциттерінің  ішінде  керемет  үдерістер  өтеді.
Олардың  генетикалық  материалдары  өзгерістерге  ұшырайды. Бұл  өзгерістер,
антиденелерінің  антигендерді  танып  байланысатын  үлескілерін  коделеуге
бағытталған  ДНҚ  реттілігіндегі  өзгертулерінен  тұрады. Аталған  молекулалық
қайта құрулары – соматикалық рекомбинациялар деп аталады. Иммунологиялық
жағынан  біздер  ата-аналарымыздан  тұқым  қуалаушылық  арқылы  берілген
қабілеттіліктермен  ғана  шектелмейміз. Антигендерге  арналған  рецепторлар
құрамы, популяция  ішіндегі  əрбір  индивидуум  өкілдерінің  антиденелерінің  əр
түрлілігінің  артуы  арқылы  жүзеге  асады. Денелік (соматикалық) рекомбинация
нəтижесінде  бір  аналық  жұмыртқасынан  дамыған (близнецы) егіздерде  де, ß-
лимфоциттерінің түрлі популяциялары болады.
Көбінесе  антиген  бəз-бір  рецепторға  қарағанда, басқасына  жақсырақ  келуі
мүмкін. Басқа сөзбен айтқанда – бір рецепторға жақсы сəйкес келсе, басқасына –
нашарлау  ұқсайды. Сөйтіп, белгілі  бір  антиген  бірнеше  антидене  түзгенімен,
біреулері  басқаларына  қарағанда  тиімді  əсерлі  болып  келеді  екен. Сондықтан,
белсенді  лимфоциттер  популяциясы  моноклональді (бір  клоннан  шыққан)
болмайды. Олар поликлональді, яғни  көптеген  лимфоциттер  клондарынан
шыққан деп айта аламыз.

жүктеу/скачать 4,09 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: