Биотехнология

лар  эсер  етеді 
Физикалың  факторларга
:  температура,  қысым, 
араластыратын  айналу  жиілігі,  көбік  түзелу,  ауа  ағынының 
жылдамдығы,  қоректік  ортаны,  субстратты  беру  жылдамдығы, 
түтқырлығы; 
химиялық факторларга:
 қоректік ортасының қүра- 
мы  және рН  көрсеткіштері,  тотығу -  тотықсыздану  потенциалы, 
еріген оттегі мен көмірқьппқыл газьгаың мөлшері, көміртегі, азот, 
фосфор, магний,  калий, кальций,  натрий, темір, т.б.  иондары мен 
түздарьшың  қүнарлығы  жатады. Л
Қазіргі микробиологиялық өндірісте ең жиі қолданылатын ре­
актор субстрат пен жасушалар араласатын резервуар болып табы- 
лады, онда реакциялар жүру үшін колайлы жағдайлар жасалынады, 
температура мен рН көрсеткіпггері реттеледі. Қоректік орта арқы- 
лы  кейде  оттегімен  қаныққан  сүзілген  ауа  айдалады,  химиялык 
және биологиялық талдау үшін екі тәсілі:
1) барлық кіретін саңылауларды залалсыздандыру;
2) реактор  ішінде атмосфералық қысымнан  артық қысым жа- 
салыну қолданылады. Бірнеше сағаттан бірнеше күнге дейін созы- 
латын үдеріс  аяқталғанда,  барлық қоспаны реактордан  алып тас- 
тайды,  өнімді бөліп, тазалауды жүзеге асады.
Оқшауланған жасушалар, үлпалар,.мүшелердің өсуіне қоректік 
ортадан  баска да жағдайлар  эсер  етедшЭсімдіктер  жасушалары- 
ның қатты және сүйык ортада жақсы өсуі үшін, оның 
рН
 көрсеткі- 
шінің маңызы өте зор7Табиғи жағдайда жасушаның гіршілік әре- 
кетгері  сутегі иондарының қолайлы концентрациясында (рН 5,5- 
7,5)  өтеді.  Қоректік  орталардың  буферлік  сыйымдылығы  өте тө- 
мен,  сондықтан  олардың  алғашқы  рН  көрсеткіші  (5-6)  өсімдік 
жасушаларды  өсіргенде  тез-ақ  бірнеше  бірлікке  жылжып  кетеді. 
Сонын  аркасында  жасушалардың  биосинтездік  қабілеттері  мен 
өнімдердің  жиналуы  өзгереді.  Сонымен  қатар,  агарланған  қатты 
қоректік ортаны дайындағанда агар кышқыл  ортада ғана қатады, 
яғни  агардың полимеризациясы рН  5-6 сәтгі  өтеді.
^Ш^Өсімдік жасушаларын өсіру үшін 25°С шамасында температу­
ра  қажет.  Жасушалардың  өсуіне  эсер  ететін  сыртқы  факторлар- 
дың бірі -  
жарық.
  Жалпы 
іп  уііго
 жағдайында өсірілетін  өсімдік 
жасушаларында жасыл пигмент яғни хлорофил түзілмейді, сондык- 
тан  олар  әдеттегідей  фототрофтық  (автотрофтық)  жолмен  емес, 
гетеротрофты қоректенедіі Жасушаларда қосымша заттар түзілуі- 
не жарықтың сапасы (яғни жарық спектрдің қүрамы),  қарқынды- 
лығы  және  фотопериодтың өсер  ететіндігі дәлелденген,  сондық-
3-559
33

тан жасушалық технологиями жасаудағы  басты  мақсаттың бірі -  
жасушаларды  өсіру үшін  қажетті  жарықтың  сапасы  мен  қарқын- 
дьшығын анықтау.
Жасушалардьщ өсуіне 
аэрацияныц
  әсері зор (бүл түрғыда ар- 
найы  суспензияға  қажет).  Аэрация  болмаса,  жалпы  алғанда,  сус- 
пензияның өсуі мүмкін емес. 
Клеткалар суспензиясы
 (лат. 
зшреп- 
5іоп
 — асып  қою) —. жеке  жасушаларды  немесе  кішігірім  жасуша­
лар  топтарын  аппаратура  арқылы  ауамен  қамтамасыз  етіп  және 
араластыра  отырып  сүйық  қоректік  ортада  өсіру.  Жасушаларды 
өсіргенде  қоректік  ортаның  осмос  қысымын  да  ескеру  керек. 
Жоғары 
осмос қысымы
 қоректік заттарды жасушалардың сіңіруін 
қиындатады.  Экспланттан  пайда болган морфогенді  каллус үлпа- 
ларды әрбір 3-4 апта сайын жаңа қоректік ортаға көшіріліп отыр- 
са,  олар  шексіз  үзақ  өсе  береді.  Осындай  морфогенді  каллусты
жарықта,  27°С температурада өсіргенде регенерант-өсімдік дами 
бастайды. 
8 
?  ^  I  Ң Н
Жасушаларды
және  сыртцы  факторлар
факторларга
 пролиферативтік
Ф
қоректік ортаның қүрамы, рН көрсеткіші, оттегінің мөлшері, тем­
пература,  жасушалар  тыгыздығын  қарастырамыз.  Жасушалар 
өскен  сайын  оларды  жаңа  ортага  көшіру  керек,  ягңи  пассаждау 
(фр. 
раззаф  -
 егу) -  жасушаларды жаңадан дайындаған қоректік 
ортасы  бар  шыны  ыдысқа  ауыстырып  отырғызу  керек.  Транс- 
плантты немесе сүйық қоректік ортада өскен жасушалардың бөлі- 
гін  (инокулюмды)  жаңа  қоректік  ортага  отырғызғаннан  бастап 
келесі  жаңа  қоректік  ортага  ауыстырғанға  дейінгі  өсу  кезеңін  -  
өсіру циклі
 (гр. 
кукіоз-
 дөңгелек,  шеңбер) деп  атайды.
Биореакторлар  ішіндегі  заттар  нысана  жасушаларынан,  мета- 
болизмнің жасушадан тыс өнімдерінен, организмдер тіршілігі ба- 
рысында түзілген жасуша ішілік өнімдерден, сонымен қатар өзге- 
ріске  үшырай  қоймаған  субстрат  компоненттері  сияқты  күрделі 
қоспалардан  түрады.  Заттарды  бөліп  алу  тәсілдеріне  қойылатын 
талаптар әртүрлі болып келеді және олар өсіру ортасының баста- 
пқы  қасиетіне,  яғни  оның  температурасына,  түтқырлыгына,  рН 
көрсеткішіне,  иондық күшіне,  өнім концентрациясына,  қоспаның 
түріне  байланысты  болады.  Биотехнологиялық  препараттарды 
бөліп  алу  мен  тазарту бірнеше тәсілдермен  атқарылады,  мысалы 
жүйенің  ерімейтін  компоненттерін  ертіндіден  сүзу,  центрифуга-
34

лау, түндыру, декантациялау жэне диализ арқылы белуге болады. 
Бұл  бөлшектерді  бөліп  алуды  10-100  есе  шапшаңдатуға,  оларды 
алдымен  жоғары  температурада  флокулянттар  және т.б.  жолмен 
өндеу арқылы  іске жаратуға болады.  Центрифугалау биомассаны 
қоюландырып,  паста  күйінде  алуға  көмектеседі.  Оның  қүрамын- 
да  биомасса  бойынша  15  пайызға  дейін  қатты  заттар  болады. 
Минералдық  сулы  суспензиясынан  ұсақ  бөлшектерді  бөліп  шы- 
ғару үшін,  флотация әдісін  қолданады.  Бүл тәсіл ауаның жоғары 
қарай  көтерілетін  ағынымен  ерімеген  қатты  бөлшектермен  бірге 
көтерілуін  пайдалана отырып,  сулы  суспензиядан  қатты бөлшек- 
терді  бөліп  алуға  көмектеседі.  Жоғары  концентрациялы  көбігі, 
түрақты ақуыздардан еріген күйіндегілерін бөліп алу үшін, флота- 
цияны  қолданады.
2.3.  Биотехнологиялық  әдістер
Он жылдың ішінде 
сидам химия
 (биокатализаторлар, органика- 
лык синтездің өнімдері), 
өндіру өнеркәсібі
 (биогеотехнологиялар, 
топырақ  биоремедиациясы), 
жартылай  өткізгіштерді  өндіру 
(жаңа  өткізгіш  материалдар), 
ақпараттық  технологиялар
  (мик- 
роэлектрондық  жүйелер,  биоинформатика  қүралдары,  биология- 
лык қагида негізіндегі қүрылғылар, биокомпьютерлер) сияқты эко- 
номиканьщ маңызды салаларында биотехнологияны колдану аясын 
кеңінен кеңейту болжанып отыр.
/  (
  Негізгі 
биотехнологиялық әдістерге
:
• гендік инженерия;
• жасушалық инженерия;
• хромосомалық инженерия;
•  ақуыздық инженерия;
• инженер лік энзимология;
•  криосақтау  әдісі  жатадьО
Гендік инженерия -
 молекулалық және жасушалық биология- 
ның қолданбалы саласы, яғни белгілі қасиетгері бар генетикалық 
материалдарды (гендерді) 
іп \ііго
 жағдайында алдын ала қүрасты- 
рып,  оларды тірі  жасушага енгізіп,  көбейтіп,  зат алмасу үдерісін 
өзгеше жүргізу. Негізінде «инженерия» қүрастыру деген мағынаны 
білдіреді.  Әлемдік биотехнологияда гендік  инженерия  кең дамы- 
ған. Жасушалық инженерия мен гендік инженерия биоинженерлік 
әдістеріне жатады, бірақ казіргі таңда бүл әдістер ірі биотехноло- 
гиялық багытына айналды. Биоинженерияда барлық әлемдік зерт-
35

теулердщ негізгі бағыты адам үшін пайдалы белгілерге ие генетика- 
лық  модификацияланған  организмдерді  (ГМО)  жасауға  шоғыр- 
ландырылған.  Гендік-инженериялық қызметтің кең  мағынада  уш 
негізгі:  фармакологиялық  және  тамақ  өнеркәсібі  үшін  генетика- 
лык модификацияланған (бұдан әрі -  ГМ) өсімдіктерді, ГМ-жану- 
арларды  және  ГМ-микроорганизмдерді  (немесе  рекомбинантты 
микроорганизмдерді)  жасау  мақсаты  бар.
Ғалымдар бірінші рет гендік инженерия әдісін микроорганизм- 
дерге  қолданды. 
Гендік инженерияның мәні
 -   жеке  гендерді  бір 
организмнен  алып  басқа организмге  көшіріп  орналастыру.  Бұған 
рестриктаза  мен  лигаза  ферменттері  қатысады. 
Рестриктазалар 
(рестрикциялъщ  эндонуклеазалар)
  -   ДНҚ  молекуласын  белгілі 
жерлерден жеке үзінділерге қиып бөлшектейтін ыдыратушы фер­
мент (8
-сурет).
 Алынған полинуклеотид бөлшектерінің (ДНҚ фраг- 
менттерінің) комплементарлық немесе «жабысқыш» үштарын ДНҚ 
лигазасы
  бір-біріне  «желімдеп»  реттеп  жалғастырып  қосады  (9- 
сурет).
  Қазіргі  күнде  әртүрлі  организмдерінен  2500  астам  моди- 
фикациялық  рестрикция  ферменттер  анықталынған.  Рестрикция- 
лык ферменттер белгілі нуклеотидтік тізбекті таниды. Сондықтан 
200-ден  түрлі  аса  рестриктазаларының  сайттары  бар,  осы  сайт- 
тар  көбінесе  4-6  нуклеотидтердің  жүбынан  қүрылады.  Осындай 
сайттарды  танитын  рестрикциялық  эндонуклеазалар  ДНҚ  моле­
куласын  көп  жерде үзеді,  сондықтан ДНҚ молекуласының үлкен 
фрагменттерін алу үшін оларды сирек пайдаланады. Көбінесе ДНҚ 
молекуласын  зерттегенде  8  нуклеотидтер  жүптарынан  қүрылған 
ДНҚ бөліктерін танитын рестрикциялық эндонуклеазаларды қол- 
данады. 
. 
Н
(а) ЕсоКІ 
(Ь) ЕсоКУ
5 - С
Ш
- А- - А-
ш
- т -
п
Щ
гІ
- Т -
л
В
В
 
•
- С 
; 
в
- 3'
5' - 0 -
•
: •
- А-
9 Н
 
*
- т -  
# 1
 
ф
- А-
Ф
 Я
я
к« 
ш
у
і
- т -  
. 
* ; •
- С -
ж
I 3'
3' -
•
с-
•
- Т -
•
- т -
•
- А - - А -
'* • * 
01
- 5'
3' -
•
с-
- т -
• 
4
- А- - т -
I • *
- А -
■
0 -15'
Рестриктазалар  ЕсоК  ДНҚ-ға  эсер  еткенде  «жабысқақ»  (а)  және
«бүтін»  (Ь)  шеттер  жаратылады
8-сурет.
 Рестрикциялық эндонуклеазалардың өсер ететін механизм
36

Т А   А Т
1
 
1
  » 
1
  М  I  ГТ
Я  
А  Т  А   Т
УГ Г Т Т Т -Г
_____   +   ™
Х
Е Ш
 
I
3 
Т  Т  А  А 
А   А  Т  Т
^ « т - т - Г П Т Г  
I
Т  Т  А  А
т—,-7  г 
Г- Г Г Т 3.
5
у   Г  Т Т Г Т \ \
  Т  М  I  I  I  I 
З
у
Т  Т  А  А
Т А   А Т
1  *  1  1  I  I  \  т т 3
у
А  Т  А  Т
.....................Т Т З.
+  
Т  Т  А  А
1  '  '  1  I  I  I  I 
\ 1
9-сурет.  ДНҚ-ның комплементарлық немесе «жабысқыш» ұштарды 
лигаза  көмегімен  қосуы  (Глик  Б.,  Пастернак  Дж.,  2002  ж.)
Рестриктаза  және  лигаза  ферменттердің  көмегімен  бір  ДНҚ 
молекуласынан қажетгі ген бөлініп алынып, басқа ДНҚ молекула- 
сының үзінділерімен қүрастырылып 
рекомбинанттық,
 яғни жаңа 
будан ДН Қ
 жасалады.  Одан кейін рекомбинанттық ДНҚ бірнеше 
әдістермен тірі жасушаға енгізіледі.
Бөтен генді жасуша ішіне тасымалдап  алып  баратын арнаулы 
ДНҚ  молекуласын 
вектор
  дейді.  Оған  төмендегідей  талаптар 
қойылады:
•  өз  алдына  репликациялану,  яғни  жасуша  ішіне  бөтен  генді 
алып кірген соң жасушамен бірге немесе өз алдына көбейе алатын 
болуы  немесе  вектор  жасуша  хромосомасының  қүрамына  еніп, 
онымен бірге үрпақ жасушаларға беріліп отыруы керек;
•  трансформацияланған  жасушаларды  анықтау  үшін  оның 
ерекше генетикалық белгілері (маркерлері) болуы керек (мысалы
антибиотикке төзімділігі);
•  қүрамында рестриктазалар  үзе  алатын  нуклеотидтер  тізбегі
болуы және репликацияға қабілетін жоғалтпауы керек;
• векторға орналастырылған бөтен ген оның атқаратын қызме- 
тін бүзбауы керек, ал вектор болса, ол да енгізілген геннің ішінде
дүрыс реттеліп жүмыс  істеуін  қамтамасыз ететін оолуы тиіс; 
• вектордың көлемі  кішігірім болуы керек (
10-сурет).
37

Оп  -   ДНҚ  репликация  басталатың  аймағы;
А тр г,  ТеІг-   ампициллин  және  тетрациклин  антибиотиктерге  төзімділігін
белгілейтің  маркерлі  гендер  (ДНҚ-ның  маркерлі  бөлігі)
10-сурет . Вектор ретінде қолданылатын бактериалды плазмида
рВК322  (О еп отез.  Оагіаікі  8сіепсе,  2007)
Вектор  ретінде 
бактериалды  плазмидалар,  хлоропласт  және 
митохондрия ДНҚ-ы,  вирустар  мен  вироидтар,  транспозондар 
қолданылады.
Бөтен генді  микроинъекция,  биобаллистикалық, электропора­
ция тәсілдері арқылы енгізуге болады. Жаңа геннің экспрессиясы 
өткенен  кейін,  жасуша  сол  ген  белгілейтін  ақуызды  синтездей 
бастайды.  Қысқаша  айтқанда 
рекомбинанттық Д Н Қ  техноло­
гиям и 
і и
 •;«'»
1) организмге кошірілетін құрьшымдық генді бөліп алу;
2)  генді  вектордың  құрамына  енгізу,  яғни  рекомбинанттық 
ДНҚжасау;
3)  рекомбинанттық  ДНҚ-ын  қожайын  жасушасына  тасымал-
дау; 
м  ;?  :щ::і  ;; 
п  ;  : 
Г< 
,
4)  жасушаларында бөтен ДНҚ-ның экспрессиясьш талдау ке- 
зеңдерден  тұрады  (
11-сурет).
Сонымен, жасушаға рекомбинанттық ДНҚ молекуласы түрін- 
де жаңа генетикалық информацияны енгізіп, ақырында жаңа белгі- 
сі  бар  организмді  алуға  болады.  Бұндай  организмді 
трансгендік 
немесе 
трансформацияланган  организм
  деп  атайды,  себебі  бір 
организмнің  өзгеріп  басқа  қасиетке  ие  болуын 
трансформация 
дейді.
Әлемдік биотехнологияда гендік инженерия кең дамыған. Био­
инженерия саласында барлық өлемдік зерттеулердің негізгі бағыты 
адам үшін пайдалы белгілерге ие генетикалық модификацияланған
38

Плазмидалар
ДНҚ бөліктері
Рекомбинантты ДНҚ молекулаларды қүрастыру
Әр нысана жасушасына
Т ранс формацияны 
іске асьфу
Арнайы селективті 
ортада
транс формацияланған 
жасушаларды өсіріп 
көбейту
Эр колонияда тек қана бір рекомбинантты ДНҚ 
молекуласының копиялары  (көшірмесі)  бар
11-сурет.  Рекомбинанттық ДНҚ алу технологиясының кезендері
(Оепошез.  Оагіапё  Зсіепсе,  2007)
ж асауға
алынған
инсулин, рекомбинанттық интерферон,  гепатитке қарсы екпелер) 
дүние  жүзінде  ғылыми  ортада  және  тұтынушылардың  түрақты 
сүранысымен белгілі. ГМ-өнімдердің алғашқыларының бірі инсу­
лин  болды -  рекомбинанттық ДНҚ-технологиясы  арқылы  бакте- 
рияның  ДНҚ-сына  инсулинның  синтезіне  жауапты  ген  енгізілді. 
Әлемде  барлық  инсулин  препаратты  рекомбинантты  бактерия-
лардан  өнеркәсіптік  тәсілмен  алады.
ғалымдар
қажетті ақуыздарды бактериялар көмегімен алуға л 
яін  айқындап,  пайдалы  сапаларға  ие  трансгендік
аиналыса
раттарды өндіру трансгендік
39

діктер  арқылы  да  алуға  болады.  Ғылыми  әзірлемелердің  басқа 
бағыты  -   ауруларға  қарсы  жоғары  тұрақтылыққа  не  баска  да 
пайдалы  қасиеттерге  ие  жануарлар  мен  өсімдіктерді  шығару.
Биоинженерия  жолымен  алынған  дәрі-дәрмек  препараттары 
(атап айтқанда,  инсулин, рекомбинанттық интерферон, гепатитке 
қарсы екпелер) дүниежүзінде ғылыми ортада және түтынушылар- 
дың тұрақты сұранысымен белгілі. Ең алдымен адам мен жануар­
лар ақуызының негізіндегі гендік-инженерлік дәрі-дәрмек препа­
раттары  кобіне,  тек  биотехнологияның  көмегімен  ғана  алынуы 
мүмкін  және  олар  ауыр  науқастарды  емдеу  кезінде  айырбастал- 
майтын теңдесі  жоқ болып табылады.  Мысалы,  проурокиназалар
-   тромболитиканың төртінші  шығарылған  жаңа түрін  пайдалану 
миокард  инфаркттен  өлуді  бес  есеге  азайтады.  Лактоферринді 
пайдалану  «жасанды  тамақтандырылған»  балалардың  гастроэн- 
териттермен  ауруын  10  есеге  азайтады.  Қазіргі  уақытта  әлемде 
143  гендік-инженерлік  дәрі-дәрмек  субстанцияларын  өндіруге 
рұқсат берілді және 26-сы рұқсат алу кезеңінде.  Сарапшылардың 
болжамы  бойынша  10  жылдан  кейін  гендік-инженерлік  өнімдер 
әлемдік  фармацевтиканың  15  пайызын  өзіне  алады,  20  жылдан 
кейін барлық бүгінгі дәрі-дәрмек  құралдарының ең кемінде жар- 
тысын  алмастырады.  Бірақ,  мысалы  «Огеепреасе»  экологиялық 
ұйымы  генетикалық модификацияланған  өсімдіктерді  азық-түлік 
және жем мақсатында пайдалануға тыйым  салуды ұсынады,  өйт- 
кені  бұл  өнімдердің  ұзақ  тұтыну  жағдайында  адам  табиғатына 
қандай әсерін тигізетіні әлі белгісіз. Бір қатар елдер ГМ (генетика- 
льщ модифицикацияланған) құрамдары бар өнімдерді таңбалауға 
қатаң  талаптар  қояды.
2006  жылы  «Гендік  инженерия  қызмеггі  мемлекеттік  реттеу 
туралы»  Қазақстан  Республикасының  Заңы  шықты.  Осы  заң тірі 
өзгертілген организмдер мен генетикалық түрлендірілген объекті- 
лерді жасау, сынау, тұйықталған жүйелерде және ашық жүйелер- 
де пайдалану,  қоршаған  ортаға  шығару,  шекаралық орнын  ауыс- 
тыру, қолдану және жою кезінде туындайтын қоғамдық қатынас- 
тарды ретгейді. Бұл заңда гендік инженерия қызметті мемлекеттік 
бақылау  және  генді-инженерлік  қызметті  жүзеге  асыру  қойыла- 
тын  жалпы  талаптар  көрсетілген.  Түрі  өзгертілген  организмдер, 
генетикалық түрлендірілген  нысаналарды  мемлекеттік  тіркеуден 
өткізіп, талдау жүргізіп содан кейін техникалық және басқа сала- 
ларында  қолданысқа  рұқсат  беріледі.
Биоинженерия  негізіндегі  биотехнологияның  негізгі  мәні  -
40

тірі организмдерді жетщціру және жетщцірген қасиеттерге ие және 
табиғатта аналогы жоқ жаңа биологиялық белсенді қосылыстарды 
алу.  Биоинженерия негізіндегі биотехнология:
-   денсаулық  сақтау  мен  фармацевтикада  (диагностикумдар- 
дың  жаңа ұрпагын,  рекомбинанттық  ақуыздар,  ферменттер,  гор- 
мондар  негізінде  дәрі-дәрмек  препараттарды  жасау);
-  өнеркәсіптің әртүрлі салаларында (өнеркәсіптік жүйені қар- 
қындату  үшін  биокатализаторларды,  модифицикацияланған 
ферменттерді,  рекомбинанттық  микроорганизмдерді  жасау);
-  ауылшаруашылығында (жетілген қасиеттермен және жоғары 
өнімділігімен трансгендік өсімдіктер мен жануарларды жасау, ген- 
дік-инженерлік  өсім  реттеуіштерін,  биотыңайтқыштарды  пайда-
лану);
-  қоршаган ортаны қорғауда қолданылады (қалдықтарды пай- 
даға  асыру,  ксенобиотиктердің  биодеградациясы,  суды  тазалау, 
ауыл шаруашылық қалдықтарынан, сабан, көн тагы басқа заттар- 
дан,  жанғыш  биогазды  алу,  микроорганизмдердің  қатысуымен 
төгілген мүнай мен мүнай өнімдерінен ортаны, микробтардың кө- 
мегімен  ағынды  суды ауыр металдардың иондарынан тазарту),
Өндірудің басталуын екі-үш жылдан кейін күтуге болатын адам 
геномының  мағынасын  ашу,  таяу  арада  адамның  жаңа  реттеуіш 
ақуыздарының ашылып және олардың негізінде жаңа дәрі-дәрмек 
препараттары  жасалынады деп  болжам жасауға мүмкіндік берді. 
Адам  геномын  білу  медицина  үшін  өте  маңызды.  Қазіргі  кезде 
адам генетикасын зерттеуге деген көзқарас бүрынғыдан да артып
отыр.
Түқым қуалайтын аурулар ДНҚ қүрамындағы геннің өзгерісін 
тудыратын  мутацияга  байланысты  болады.  Ал,  басқа  аурулар, 
әдетте, геннің қүрылымынан емес, оның экспрессиясы реттелуінің 
бүзылуының нәтижесінде түзеледі.  Гендік ауруларға — ДНҚ-ның 
ген  деңгейінде  бүзылуы  нәтижесінде  пайда  болатын  түқымқуа- 
лайтын аурулардың үлкен бір тобы жатады. Популяциядағы гендік 
аурулардың жалпы жиілігі  1-2% қүрайды. Адамдардың геномын- 
да  1112  «гендер  ауырулары»,  оның  ішінде  94  «қүрама»  гендер,
ісік тудыратын  гендер  бар.
2005 жылдың наурыз айында адамдарда 24000 ақуызды кодта-
латын  гендер  («Адам  геномы»  жобасы  бойынша)  анықталган. 
Оның  ішінде  1700  гендердің  экспрессиясы  ауру  тудырады.  Осы 
1700 гендер  арасынан  14500  мутация  (орташа 26  ген)  гендермен 
тіркескен сырқаттар табылған, ал қалған  10.000.000 мутация анық-
41

талмаған.  Бұл зерттеулер геномика ғылымы және 
хромосомалық 
инженерия
  пайдалануымен ғана жүргізілген.  Хромосомалык ин­
женерия деп жеке хромосоманы бір жасушадан екінші  жасушаға 
енпзуді аитамыз. Хромосомалык инженерия анеуплоидтарды алуға 
негізделген.  Хромосомалық  инженерияда  анеуплоидтар  арқылы 
бір  хромосоманы  пайдалы  қасиеті  бар  басқа  хромосомаға  айыр- 
бастайды.  Хромосомаларды  реципиент  жасушаларға  трансфор- 
мациялау  үшін  алдымен  оларды  донорлық  жасушадан  бөліп  алу 
қажет. Ол үшін жасуша бөлінуін колхициннің көмегімен метафаза 
сатысында тоқтатады.  Хромосомалардың таза бөлігін дифферен- 
циалды  центрифугалау  арқылы  бөледі.  Бүтін  хромосома  немесе 
оның  бөліктері  реципиент  жасушага  пиноцитоз  жолымен  енеді. 
Жасушаға  енген  хромосомалар  өздерінің  қүрылымын  бірнеше 
үрпақ  деңгейінде  сақтап,  тіпті  репликацияланады.  Нәтижесінде 
мүндай хромосомалардағы гендері полипептид синтезін іске асы- 
рады. Жалпы жасушага енген хромосомалар ақырында лизосома- 
лық ферменттер әсерінен жеке бөліктерге ыдырайды. Хромосома­
лык  инженерия  -  трансформация  әдісінің  бір  түрі  -   бір  уақытта 
көптеген  тіркескен  гендерді  бірге  тасымалдауга жол  ашады.  Бүл 
бағыттың мацызы,  өсімдіктердіц қүнды қасиеттері мультигендік, 
ягни  коп  гендермен  кодталатын  болады.  Өсімдіктер  геномьгада 
функциясы  белгісіз  көп  қайталанған  ДНҚ  элементтері  (90-95%) 
орасан зор. Сондықтан, өсімдіктердіц бір белгісін кодталатьш жеке 
гендерін  теңестіру  өте  қиын  да  ауыр  жүмыс.  Одан  басқа,  бір- 
катар  маңызды  белгілер  тек  бір  генде  емес,  көптеген  гендерде 
жазылған. Мысалы, өнімділік, тез пісіп жетілу, азотгы сіціру, орта- 
ның қолайсыз факторларына төзімділік белгілері полигендік бола­
ды. Бірақ олардың биохимиялық негіздері белгісіз. Белгілі пайда­
лы полигендік қасиеттері  бар өсімдіктерді  алу үшін гендік инже­
нерия  емес,  хромосомалык  инженерия  ең  лайықты  және  тиімді 
әдіс  болып  саналады.
Хромосомалык инженерияныц әдістері  жануарлар  және  адам 
хромосомаларьшың генетикалық картасын қүрастьфуға үлкен мүм- 
кіндіктер  береді.  Әсіресе,  түқым  қуалайтын  ауруларды  анықтау 
үшін  хромосомалык генетикалық  картаны  жақсы  білу  керек.  Ге- 
нетикалық карта адам геномыныц біріншісі картасы болды, оның 
негізінде картирлеу бойынша кезекті жүмыстары қүрылды. Әрбір 
адамда  әртүрлі  нуклеотидтердіц  репликациялануга  қабілеті  бар 
хромосома  аймақтары  белгіленді. 
Қурылымдық геномика
  арқы- 
лы  хромосомалардың  бірінші  нуклеотидтен  соңгысына дейін то-

жүктеу/скачать 16,47 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: