Ақпараттық парақ Биотехнологияның даму тарихы Конец формы
Биотехнология ғылымының бастауы -гендік инженерияның пайда болуы мен дамуы
жүктеу/скачать 41,54 Kb.
|
Биотехнологияның даму тарихы
| Биотехнология ғылымының бастауы -гендік инженерияның пайда болуы мен дамуы
Гендік инженерия Гендік инженерия организмдердің жаксы қасиеттерін сақтап қалумен қатар оған сапалы қасиет бере алады. "Инженерия" термині құрастыру деген мағынаны білдіреді. Гендік инженерияның мақсаты — алдын ала белгіленген үлгіге сәйкес генотипі жағынан жақсарған организмдер алу. Алғаш рет гендік инженерияның тәсілдерін пайдаланып инсулин алды. Инсулин гормоны адамның ұйқы безінде жасалынады. Егер инсулиннің түзілуі бұзылатын болса, адам диабет ауруына шалдығады. Қазір дүние жүзінде 60 млн-нан астам адам диабетпен ауырады. Осы уақытқа дейін инсулин гормонын сиыр мен шошқаның ұйкы безінен алатын. Ал инсулинге тәуелді адамдардың саны жылдан-жылға арта түсуде. Осы себептерге орай адамның инсулин генін бактерияға гендік инженерия әдісімен көшіру керек болды. 1982 жылы адамның инсулин синтездейтін генін ішек таяқшасы бактериясының генотипіне енгізді. Сонда көлемі 1000 л бактерия себіндісінен 200 г-ға дейін инсулин өндіруге болады екен. Бұрынғы әдіс бойынша есу гормонының мұндай мөлшерін өндіру үшін сиырдың немесе шопщаның 1600 кг ұйқы безі қажет болар еді. Инсулиннен кейін гендік инженериялық әдіспен самотропин деп аталатын өсу гормонын бактерияларда синтездеу қолға алынды. Самотропин ірі қара малдардың сүтінің артуына қой мен шошканың еттілігінің жақсаруына әсер ететіні анықталды. Жасушалық инженерия Жасушалық инженерия жоғары сатыдағы организмдердің, өсімдіктер мен жануарлардың жеке жасушаларын және ұлпаларын жасанды көректік орта жағдайында өсіру. Жасушалық инженерия әдісі арқылы бір жасушаның ядросын екінші жасушаға көшіру және ядросыз жасушаларды өсіріп алуға болады. Жасаңды көректік ортада, яғни "in vitro" (жасанды) жағдайында жануарлардың (ит пен мысықтың, тышқан мен адамның) гибридтік жасушасын алған. Жануарлар жасушасын коректік ортада ұзақ өсіруге болады. 1997—1999 жылдары жануарлар инженериясын зерттейтін ғалымдар үлкен табысқа жетті. Англияда Розлинатындағыинституттың ғалымдарыалтыжастағысаулыққойдыңжелінініңжасушасын"in vitro"жағдайындаөсіріп, анасытектесұрпақалды. Жапонеліндеосындайөдістіқолданып, іріқарамалдыңтұқымын, ОңтүстікАфрика менАҚШ-такұрбақаментышқанныңдараларыншығарды. Қазірөсімдіктербиотехнологиясыныңауылшаруашылығындамаңыздыбағыттарыкоп-ақ. Біріншіден, есімдіктердіңкезкелгеноргандарынанжасушасыналып, коректікортажағдайындаөсіріп, тұтасөсімдікалуғаболады. Екіншіден, осыәдіспенбіржылда 1 млнесімдікалуғаболареді. Үшіншіден, жасушалықбиотехнологияғанегізделгенжасандыкоректікортадасинтезделетінэкономикалықмаңыздыкосымшазаттарды (алка-лоидтер, гликозидтер, хошиістімайлар, дәмдізаттар, табиғибояулар, т.б.) алуғаболады. Төртіншіден, өсімдіктердіклондықкөбейтугежәнесауықтыруғаболады. Мысалретінде, Қазақстандаалғашретөсімдіктербиотехнологиясыныңнегізінкалағанпрофессор ІзбасарРахымбаевтың басшылығымен, микрокөбейтуәдісінпайдаланып, өсімдіктердің 2400-денастамтүрлеріншығарды. Осындайжұмыстардыңнөтижесіндесиреккездесетінжәнежойылыпбаражатқанөсімдіктердіңгенофондысынсақтауғажәнекөбейтуге, сәндікөсімдіктердіңбірегейсорттарынтезарадакөбейтіналуғамүмкіндіктуды. "In vitro"жағдайындасауықтыруәдісінқолдануарқылышаруашылықтапайдаланатынкартоптыңбарлықбағалысорттарыншығаруғаболады. Қазақмемлекеттікұлттықуниверситетінің өсімдіктерфизиологиясыжәнебиохимиякафедрасындабидайменарпатозаңқаптарынөсіружұмыстарытабыстыжүргізілді. Гаплоидтікрегенерантөсімдіктералынды. Қытайғалымдарыандрогендікгаплоидтернегізіндекүріштің, бидайдың, жүгерінің, қарабидайдың, арпаның, т.б. дақылдардыңсорттарыншығарды. Біржасушаданалынғантұтасесімдікжәнеоныңұрпақтарыбелгіліантибиотиккетөзімдіболады. Осындакөрсетілгенәдісбойыншаесімдіктердіңтемператураға, тұздытопырақжәнезияндыжөндіктергетөзімдікасиеттерінарттыруғаболады. Ген инженериясы молекулалық биологияның жаңа саласы. Ол лабораториялық әдіс арқылы генетикалық жүйелер мен тұқымы өзгерген организмдерді алу жолын қарастырады. Ген инженериясының пайда болуы генетиканың, биохимияның, микробиологияның және молекулалалық биологияның жетістіктерімен байланысты. Бұл атаудың екі түрі қол-данылады: “генетикалық инженерия” және “ген инженериясы”. Соңғы кезде “генетикалық инженерия” жалпылама түрде колданылып жүр, ген инженериясы да осының ішіне кіреді. Молекулалық биология ғылыми жетістіктерінің нәтижесінде пайда болған ген инженериясы организмнің бағалы қасиетін сақтап қана қоймай оған жаңа әрі саналы қасиет те бере алады. “Инженерия” деген атау құрастыру деген мағынаны білдіреді. Яғни ген инженериясы дегенді ген кұрастыру деп түсіну қажет. Ген инженериясының дәуірі басталмай тұрып 1969 жылы Г. Корана нуклеотидтерді белгілі бір жүйемен орналасқан ДНҚ синтезінің методологиясын жасап берген. Жекеленген дербес амин қышқылы — ашытқының аланиндік тРНҚ-ның бастауыш жүйесі ашылғаннан кейін Г. Корана химиялық жолмен осы РНҚ-ның көлемі 77 полинуклеотидтен тұратын кодтық бөлігін синтездеді. Кейіннен 1979 жылы осы лабораторияда ішек таяқшасының тирозиндік тРНҚ-сы синтезделді және ол Т4 бактериофагының құрамына енгізіліп, бактерияның клеткасында жұмыс істеді. Ген инженериясының дүниеге келген уақыты 1972 жыл деп есептеледі. Сол жылы Т. Берг алғаш рет пробиркада үш түрлі микроорганизмнің ДНҚ-ларының фрагменттерінен жаңа гибридтік ДНҚ құрастырды. Бірақ маймылдың рак вирусының, бактериофагтың және ішек бактериясының гендік ДНҚ-ларынан құрастырылған ол гибридтік ДНҚ-ның клетка ішінде ойдағыдай жұмыс істей алатындығы тексерілмеді, себебі құрамында рак вирусының нуклеин қышқылы болғандықтан ғалымдар тәуекелге бармады. Клеткада жұмыс істей алатын гибридтік ДНҚ-ны 1973-74 жылдары С. Коэн мен Г. Бойер құрастырды. Олар басқа организмнен бөліп алған ДНҚ фрагментін (генін) бактерия плазмидасының құрамына енгізді. Ол плазмидадағы бөтен гендердің алғаш рет жаңа организм ішінде жұмыс істей алатынын көрсетті. Соның артынша-ақ дүние жүзінің көптеген лабораторияларында жұмыс істей алатын әр түрлі плазмидалар алынды. Совет елінде ондай бөтен гені бар плазмида академик А.А. Баевтың басшылығымен жасалды. 2. Ген инженериясы деп рекомбинантты ДНҚ-лар жасап, оларды басқа тірі клеткаларға енгізуді айтады. Ген инженериясы шешетін мәселелер: 1) генді химиялық немесе ферментті қолдану жолымен синтездеу; 2) әр түрлі орғанизмнен алынған ДНҚ фрагменттерін бір-бірімен жалғастыру (ДНҚ рекомбинантгарын алу); 3) бөтен генді жаңа клеткага векторлық ДНҚ аркылы жеткізу және олардың қызмет жасауын қамтамасыз ету; 4) клеткаларға гендерді немесе генетикалық жүйелерді енгізу және бөтен белокты синтездеу; 5) бөтен генге ие болған клеткаларды таңдап бөліп алу жолдарын ашу. 3. Микроорганизмдер генетикасы мен молекулалық биологияның екпінді дамуы біздің ғасырымыздың70-жылдарының бірінші жартысындагенетикалық инженерия,ген инженериясы немесе рекомбинатты ДНҚ техникасы деп аталатын жаңа эксперименттік технологияның пайдаболуына әкелді. ТМД елдерінде алғашқы — екі, ал батыста соңғы аталу кең қолдану алды. жүктеу/скачать 41,54 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|