1-дәріс. Генетика тұқымқуалаушылық және өзгергіштік ғылымы
ГЕНДІ ОРГАНИЗМ – РЕЦЕПИЕНТ
жүктеу/скачать 3,92 Mb.
|
darister
| ГЕНДІ ОРГАНИЗМ – РЕЦЕПИЕНТ
КЛЕТКАЛАРЫНА ТАСЫМАЛДАУ Плазмидага енгізілген гендерді рецепиент клеткасына тасымалдау трансформациясына немесе конъюгация адісі аркылы журеді. Әдістеріне әр түрлі болғанмен кез-келген ген-инженерлік жұмысының негізі мынада: 1)Векторлық сақиналы ДНҚ – ны (плазмиданы) рестриктаза ферментімен үзіп,оның созылған формадағы молекеуласын алады. 2) Оны бактерияға енгізетін бөтен генмен (мычалы интерферон гені) араластырып, оларды шеңбер бойымен бір – бірімен жалғап , гибридтік молекула жасады. Ол үшін бір – бірімен жалғасатын плазмида да, бөтен генде бір түрлі рестриктазамен кесілген болуы керек . Сонда ғана олардың ұштары бір- біріне жалғана алады. Көріп отырғанымыздай, олардың ұштары бір-бірімен қайта байланыса алады. Кейбір рестриктазалар ДНҚ фрагменттерін осындай жабысқыш етпей шорт кеседі. Генді бүлдірмей бүтін алу үшін кейде сондай рестриктазаларды лажсыз пайдалануға тура келеді. Бұл жағдайда жабысқыш ұштарды қолдан жасайды. Нуклеотидтрансфераза (ұштық трансфераза) ферменті арқылы ДНҚ фрагментерінің екі тізбегінің бір тектес ұштарына (мысалы 3'-ұшына) бірнеше Г- нуклео- тидтерін, ал вектордың тізбектерінің осындай ұштарына соншама Ц- нуклеотидтерін жалғайды. Осындай жабысқыш ұштар пайда болады, немесе төрт кесілген ДНҚ фрагментіне де вектордың ұшына да синтетикалық қос тізбек жалғайды. Ол тізбекті линкер (жалғастырушы) деп атайды. Сонан соң линкерді танитын, оны жабысқыш етіп кесетін рестриктазаны тауып алып кеседі. Осылайша бұл жолмен де жабысқақ ұштар алынады. Кеңінен қолданылатын ресриктаза ДНҚ-ны былай үзеді: Бөтен ДНҚ фрагменті мен вектордың ұштарының жабысуы дегеніміз – сол комплементарлы ұштары бір-бірімен сутегілік байланыс құруы. Бірақ ДНҚ тізбектері бір-бірімен әдеттегідей коваленттік байланыс құруы керек. Ол ұшін репликацияға қатысатын ДНҚ – лигаза деген өзімізге таныс ферментті қолданады. 3)Будан ДНҚ молекуласын клеткаға ендіру әдісі она қабылдайтын клетканың ерекшелігімен қолданып отырған векторға байланысты. Вектормен клетка бір-біріне табиғи жақын болғаны дұрыс. Дегенмен, гибридтік плазмида бактерияның барлық клеткаларына бүтін күйінде кіре бермейді. Әдетте мыңдаған клетканың бірнешеуі ғана ойдағыдай енеді. 4) Гибридтік плазмида енгізудің нәтижесінде қасиеті (функциялары) өзгерген клеткаларды басқа клеткалардан 37a- Генетикалық инженерияға тән Тәжірибені схемасы (Бекингехат- Смит бойынша,1975) 376-Гендерді клондау схемасы. бөліп алу керек. Плазмидасында бөтен гені бар бактерияны көбінесе мыңдаған көп басқа клеткалардың арасынан мынадай әдіспен бөліп алады. Гибридтік плазмиданы клеткасында плазмидасы жоқ бактерия түріне енгізеді. Плазмиданың құрамында антибиотиктерді ыдырататын ферменттердің гендері бар екені айтылады. Осы плазмиданы рестриктазамен үзгенде сол ферменттердің де гені Аман сақталу керек, яғни сол гендерге тиіспейтін рестриктазалармен үзеді. Гибридтік плазмиданы клеткаға енгізіп болған соң, бактерияны антибиотигі бар қоректік ортада өсіреді. Сонда клеткасына ойдағыдай болып гибридтік плазмида енген бактериялар аман қалады да, плазмидасыз бактериялар антибиотиктен қырылып қалады. 5) Аман қалған клеткаларда бөтен геннің (экспрессиясын) жұмыс істей алатынын тексереді. Ол үшін алдын ала дайындалған антиденемен сол ген беретін белоктың бар-жоғын анықтайды. Қазірдің өзінде ген инженнериясы арқылы бактерия клеткасынан интерферон мен самототропин белоктарын алуға қол жетіп отыр. Осындай орташа белоктар бактерия клеткасында ойдағыдай синтезделеді екен. Ал одан үлкен немесе кіші бөтен белоктарды бактерия клеткасы жасай алмайды. Оның себебі әр түрлі. Мысалы, бөтен белоктардың кейбірі бактерия үшін – y. Бактерия клеткасының ішінде белоктардың – 3000, нуклеин – 1000-5а жуық, угдеоводтың - 50 және майлардың -40 түрі бар. Ал олардың әр түрінің молекулалар саныда ондаған мыңға жетеді. Олай болса, клетка ішінде бөтен белок ойдағыдай синтезделгенімен оны мыңдаған қосылыс ішінен таза күйінде бөліп алу өте қиын. Бұл мәселені шешуге ашытқы микроорганизмдері (дрожжи) көмекке келді. Олар қарапайым қоректік ортада тез тез көбейе алады. Нан ашытқысы ретінде қолданылатын сахоромицет деген микроорганизмде де плазмида табылды, яғни оған да бөтен ген өндіру қиын емес. Ашытқы бактериясы клеткада жасалған көптеген белоктарды сыртқы ортаға бөліп шығарып отырады. Бұл оның табиғи қасиеті. Егер қажетті белоктың генін ашытқы клеткасының ДНҚ- сындағы хабаршы (сигналдық) геннің соңында дәл орналастырса, ол белок клетка сыртына жасалып шығарылып отырады. Ал қоректік сыртқы ортада клетка ішіндегідей көп ққосылыс жоқ, содықтан сыртқы ортадан белокты таза бөліп алу оңай. Ген инженериясының аса көрнекті жетістіктерінің бірі В.Г. Дебабовтың басшылығымен теронин амин қышқылын бөліп шығаратын бактерия штаммын жасау болды. Треонинді лизин сияқты мал азығын, астық дақылдарын байытуға қолданады, себебі бидайдың, сұлының, күріштің т.б. дақылдардың белогында осы амин қышқылы жетіспейді. Бактерия клеткаларынан қажетті белок алу әдістерін жасау ғылыми- техниканың жаңа биотехнология кезеңін бастауға себеб болды. ССРО ҒА Молекулалық биологиялық институтында О.Л. Поляновскийдің басшылығымен тышқан иммунноглобулинінің бір тізбегінің техниканың жаңа биотехнология кезеңін бастауға себеб болды. ССРО ҒА Молекулалық биологиялық институтында О.Л. Поляновскийдің басшылығымен тышқан иммунноглобулинінің бір тізбегінің С- фрагментін кодтайтын ген синтезделіп, бактерия клеткасына енгізілді. АҚШ-та Палмитер және басқалары инъекция арқылы егеуқұйрықтын өсу гормонын тышқандардың жұмыртқа клеткасының ДНҚ-сына енгізді. Осының нәтижесінде рецепиент-тышқандар салыстырмалы топтағы тышқандарға қарағанда көлемі 1,8 есе артық болды. Алып-тышқандар көлемі тұқым қуу жағынан тұрақты болып шықты, яғни өздерінің қастетін ұрпақтарына берді. Осындай зерттеулер ауыл шаруашылық малдарының өсу жылдамдығынын басқару мүмкіншілігін тудырады. КЛЕТКА ИНЖЕНЕРИЯСЫ. Клетка инженнериясы сома (дене) клеткаларын будандастыруға , яғни жынысқа қатысы жоқ клеткалардың қосылып бір тұтас бірлік беруіне негізделген. Клеткалардың қосылуы толық немесе жартылай, яғни клетка – рецепиент донар-клеткасының цитоплазмасын, митохондрияларын, хлоропластарын, ялроның геномын немесе оның кесек бөлшектерін қабылдауы мүмкін. Генетикалық информацияның азғана бөліктерін беру генетикалық инженерия әдістері арқылы жүзеге асырылады. Жыныстық шағылыстыруға қарағанда сомотикалық будандастыру филогенездік жағынан бір-біріне алыс түрлерді қосуға кең мүмкіншілік береді. Осы әдіспен әр түрлі өсімдіктердің клеткасые бір-бірімен қосып қалыпты будандау, мысалы темекі мен картоптың, капуста мен турнепстің т.с.с. алынды. Будан клеткалар ұзақ уақыт бойы өсіп өнеді,бірақ түраралық сиымсыздық сомалық будандастыру да кездеседі.Біраз уақыт өткеннен кейін клеткалар культурасында екінші түрдің хромосомаларын жоғалтқан өркендер пайда болады.Мысалы,Адам мен тышқан клеткаларының буданы клетканың жүз реет бөлінуінен кейін адамның хромосомаларын мүлде жоғалтады. Сомалық будандастырудың негізінде антиденелер шығаратын гибридомалық технологиясы жасалды.Бұл технология бір өркенді(моноклонды)антиденелер алуға мүмкіндік берді. ЖАНУАРЛАР ГЕН ИНЖИНЕРИЯСЫ.Жануарларға ген таситын вектор ретінде вирустарды пайдалануға болады.Әдетте олар ауру тудыратын вирустар,әсіресе рак вирустары.Ондай вирустар кері транскриптаза ферменті арқылы өзінің РНҚ-сының көшірмесін ДНҚ түрінде синтездеп,оны жануар клеткасысының ДНҚсының құрамына енгізеді.Олардың вектор болуы осыған негізделген.Тасымалдау барысында вирустар ауру тудырмас үшін алдын ала олардың нуклеин кышқылдарының кейбір бөлігін өзгертеді,сонда олар тек ген тасушы болып қалады.Дегенмен ондай вирусты сирек пайдаланған жөн.Бул бағытта болашағы зор әдімтер-микроиньекция мен мембрана инжинериясы.Мембраналық ген инжинериясы липосоманы(грекше»липос»-май)қолданады(май тканьдарындағы ісік),бүл өте жеңіл әдіс.Ішінде бөтен ген енгізілген липосоманы ұрықтанған аналық жыныс клеткасымен қосады.Сонда ұрықтанған клеткадан бөтен гені бар организм өсіп жетіледі.Қазір бұл әдісті жетілдіру мақсатымен Жан жақты зерттеулер жүргізіліп жатыр. Генді ұрықтанған жұмыртқа клеткасына өте жіңішке түтік арқылы (микроиньекция)енгізудің болашағы зор.Аналық клетка ұрықтанғаннан кейін тез бөлініп,жетілген организм өсіп шығады.Организмнің өсу барысында клеткалар әр түрлі»қызметке маманданып»,әр түрлі органдардың тканіне айналады.Алайда олардың бәрінде ДНҚ малекулаларының құрамы(геномы)сол күйінде қалады.Яғни,бастапқы ұрықтанған бір клетка кезінде оған бөтен ген енгізсе,ол өсіп жетілген организмнің барлық клеткаларында болады.Осылай тышқанның ұрықтанған аналық клеткасына адамның симототропин генін енгізу арқылы тышқандар алынды(тышқанға кез келген жануардың гормоны жарай береді).Осылай сәйкес горионды малдардың ұрықтанған аналық клеткасына ангізіп,олардың да ірі түрін өсіруге болады.Тағы бір айта кететін нәрсе аналық клеткаға сомототропин генін енгізу арқылы өсіріп алынған тышқанның қанында гормонның өте көп мөлшері болатыны анықталып отыр.Яғни,ондай жануарлардың қаны гормон өндіруде де қолданылады. Аурудың тұқым қуалайтын себебі белгілі бір гендердің дұрыс жұмыс істемеуі немесе олардың құрылысының өзгеруі.Қазір ондай ауруларға «сау» генді ендіру жолы жан жақты зерттелуде.Оның жетістіктері болашақта көптеген тұқым қуатын ауруды болдырмауға мүмкіндік береді. ЖАНУАРЛАР КЛЕТКАСЫНА НЕГІЗДЕЛГЕН БИОТЕХНОЛОГИЯ Жануарлар клеткалары-биологиялық белсенді заттар өндірушілері.Қазіргі кезде ғылыммен практикаға маңызды белоктарды кодтайтын (құпиялайтын) көптеген гендер өркендері(клондары)алынған.осындай гендерді жануарлар клеткаларына тасымалдап орналастыру арқылы биологиялық белсенді белоктар алуға болады. Иммунологияға негізделген биотехнологияның кең тарап келе жатқан тармағы-иммунобиотехнология деп аталады.Бұл тармаққа әртүрлі індетті ауруларды Жан жақты зерттеуге арналған тест жүйелерді (диагностикумдарды)дайындау,поликлондық(көп өркенді)ж»не мониклондық(бір өркендік) вакциналарды шығару жатады. жүктеу/скачать 3,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|