1-дәріс. Генетика тұқымқуалаушылық және өзгергіштік ғылымы
жүктеу/скачать 3,92 Mb.
|
darister
Enzyme worksheet
| ГЕНДІ АЛУ ЖОЛЫ
Ген инженериясында генді мынадай әдістермен алуға болады. 1)клеткадағы ДНҚ-да тікелей кесіп алу; 2)химиялық жолмен синтездеу; 3)иРНҚ-дан кері транкриптаза арқылы синтездеу. Бірінші әдіс ген инженериясының дамуына алғашқы кезеңінде қолданыла бастады.Белгілі организмнің ДНҚ-сые түгелімен әр түрлі рестриктазалармен үзіп, әр түрлі фрагменттер алады. Сонан соң оны клетка ішіне “арқалап” кіргізе алатын сақиналар (дөңгелек) плпзмидалармен жалғайды. Ол үшін плазмиданы да рестриктазаламен үзеді, оған әлгі ДНҚ фрагменттерін қосып жалғап, қайтадан бүтін плазмидалар алады. Бұл плазмиданың әрқайсысының құрамында бір немесе бірнеше бөтен ДНҚ (фрагментті (гені) болады. Одан кейін ол плазмидаларды қайтадан бактерияға енгізеді. Осының нәтижесінде бактерия клеткасының әрқайсысында басқа организм генінің бір түрі болады. Осындай әр түрлі бөтен гендері бар бактерия клеткаларының жиынтығы немесе колекциясын “гендер банкі”,кейде “гендер кітапханасы” деп атайды. Зертеушілер ол банкіден керек уақытында қажет белоктың генін жаңадан тауып алады. Осындай гендер банкі қазір Ресейде, Батыс Европадв және Ақш-та жасалған. Химиялық жолмен жасанды генді 1969 жылы Г.Корана синтездегені жоғарыда айтылды. Бірақ оған жалғасқан промотор тізбегі мен транцкрипцияны аяқтайтын кодондар болмағандықтан , ол клетка ішінде ешбір қызмет көрсете алмады. Гендерді химиялық синтездеуге нуклеин қышқылдарындағы нуклеотидтердің орналасу тәртібін анықту әдісін тапқаннан кейін ғана мүмкіндік туды. Бұл әдістерді тапқан Д. Джильберт пен Ф. Сэнгер. Ғалымдар генді белоктың құрамындағы амин қышқылдарына қарап отырып ситездеуді де үйренді, (3нуклеотид – 1 кодон – 1 аимн қышқылы деген заңдылық бойынша). Соның ішінде қолдан синтезделген ен ұзын ген, адамның самототропин (өсу) гені, ол 548 нуклеотидтен тұрады. Оны ьактериядағы басқа геннің промоторына жалғастырып, плазмида арқылы бактерия клеткасына еңгізді. Сонын нәтижесінде бактерияның бір клеткасы 3 млн-ға дейін адам самототропин молекуласын жасай алатын болды. Адам инсулині де химиялық жолмен синтезделіп, әлгі айтылған жолмен бактерияға еңгізілді. 1979 жылы біздің елімізде Ю.А. Овчинников пен М.Н. Колосовтың басшылығымен ферменттердің көмегімен химиялық жолмен адам мен жануарлардың гормонының гендері- энкефалин және брадикинин синтезделді. Химиялық-ферменттік синтездеу ұқсас гендерді алу үшін ген инженериясыда кеңінен қолданылады. 1970 жылы Г.Темин, Т. Мизутанин және Д. Балтимор кері транкриптаза (ревертаза) ферментің ашты. 1972 жылы кейбір онкогенді (рак) вирустар кері транскриптаза ферментінің көмегімен РНҚ-ның үлгісінен ДНҚ синтездейтіні ашылды. Одан әрі жүргізілген зерттеулер ДНҚ көшірмесін пайда болуы үшін онкогендік вирустардың ғана РНҚ-сы емес, содай-ақ жасанды полирибонуклеотидтердің де үлгі бола алатындығын көрсетті. Бұл кез келген жеке гендерді (ДНҚ), олардың РНҚ-көшірмелерін қолдана отырып ферменттік ситездеуге болатынына мүмкіншілік туғызды. Жасанды генді рак вирустырынан бөлініап алынған кері транскриптаза ферменті арқылы синтездеу қазір кеңінен қолданылып жүр. Кері транскриптазаның РНҚ-ға қарап, оның тізбегіне сәкес ДНҚ тізбегін жасайтынын айттық. Яғни кез келген организмнен алынған РНҚ-дан оған сәйкес генді (ДНҚ-ны) жасауға болады. Ол үшін гипофиздің рак клеткаларынан бөлініп алынған самототропиннің иРНҚ-сы пайдаланылды (иРНҚ рак клеткаларында өте көп синтезделеді екен). ССРО-да академик Ю.А. Овчинниковтың басшылығымен интерферон гені кері транскриптаза арқылы жасалып, ақырында ең көп мөлшерде интерферон жасайтын бактерия түрі алынды. Ферментті синтездеп пробиркада РНҚ молекуласынан ДНҚ генінің комплементарлы тізбегі жазып алуды транскриция дейді. Синтездеу үшін қолданылатын жүйе құрамында ДНК-ға кіретін төрт нуклеотид, магни ионы, кері транскриптаза ферменті және генмен кодталған көшірмесін алатын иРНҚ бар. иРНҚ- дан кері транскриптаза, оған сәйкес ДНҚ тізбегін синтездеп, сол ферменттің көмегімен ДНҚ-ның екінші тізбегі синтезделеді. Осының нәтижесінде иРНҚ-да синтезделген ген құрылымына ұқсас ген пайда болады. Осы әдіспен көптеген елдің лаборотоиясында бірнеше гендер тобы алынды. В.А. Энгельгардтың басшылығымен “ревертаза” жобасы жасалған. Осы ферменттің көмегімен гендер синтезделеді. Бұл жобаны – іске асыру үшін көптеген институттар, содай-ақ ЧССР және ГДР ғылым академиялары қатысты. Осының нәтижесінде 1974-1978 эжылдар аралығында көгершіннің, үй қоянының және адамның глобин гені, сонымен қатар тышқанның байыр митохондриясының гені, иммундық белок генінің бөлшектері және т.б. синтезделеді. Ревертазаның көмегімекн синтезделген гендердің реттеуші учаскесі болмайды, сондықтан олардың қалыпты жұмыс істеуі үшін реттеуші элементтер жалғауы керек. Ол элементер химиялық синтез жолымен немесе бактерия клеткаларыеае алынады, бұның өзіне недәуір қиындыққа соғады. Жоғарыда айтылған әдістерден басқа, генді трансдукция фагтарының көмегімен алуға болады. Бұл әдіспен 1969 жылы Дж. Беквитц бірінші рет лактоза генің (лакген) ішек таяқшасынан бөліп алды. Алайда бұл әдіс үнемі қолдануға жарамсыз, себебі ол фагты белгілі бір жерге орналастыруды тлап етеді. Сондықтан керекті гендерді тасылмалдауға жарамды ДНҚ фрагменттерін алуды басқа әдістері қолданылады. Содан кейін осы ДНҚ бөлшектерін қолайлы вегторға орналастырып көбейтіп, клетка-рецепиенттер құрамына кіргізеді. жүктеу/скачать 3,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|