Биологиялық инженерия
Материалдардың қасиеттеріне ең жоғары талап қоятын
шығармашылық саласы - биологиялық инженерия. Аса кіші өлшемдері
оларды биологиялық ортаға енгізуге мүмкіндік беретіндіктен,
медициналық емдеуде наноматериалдардың маңызы зор. Сонымен
қатар, инженерлер наноматериалдарға тән қасиеттерді пайдалануды
үйренді, мысалы аурулардың диагностикасы үшін және ағза мүшелері
зақымданғанда, үлкен беттік ауданды пайдаланды.
АҚУЫЗДЫҚ ИНЖЕНЕРИЯ
Адам ағзасын қоса алғанда, биологиялық жүйелер, ақуыздардан
тұрады. Тері, шаш, бұлшық еттер, қан, ішкі мүшелер, көз және
ағзаның басқа көптеген бөліктері: мүше құрылысын және қызметін
түзетін мыңдаған ақуыздар. Кейбір аурулар, мәселен, серпотүрлі-
жасушалық анемия және құтыру сияқты аурулар ақуыз молекуласының
зақымдануынын туындайды.
6.10-сурет. Әртүрлі өлшемдегі наноқабықшалары бар түтікшелер
(Дженифер Уэст)
Ғалымдар көп жылдар бойы кейбір ақуыздардың құрылысын
ашуға ұмтылуда. Бұл үдеріс адам геномын және көптеген жаңа
ақуыздарды және олардың қасиеттерін ашқаннан кейін жеңілдеді.
Қазіргі
уақытта
ғалымдардың
құрылыс
блоктарын
(аминқышқылдары)
ұзын
тізбек
сияқты
жинақтай
отырып,
ақуыздарды жасауды үйренгілері келеді. Олар зақымданған ақуыздың
жеке бөліктерін ауыстыруды үйренді. Осылайша, өзгертілген ақуыз
не өз табиғатына сай, не ғалымдар ойластырғандай әрекет жасай ала-
ды. Осындай әрекет ақуыз инженериясы деп аталды.
Протеин (ақуыз) инженериясы - медициналық немесе
аграрлық мақсатта ақуыздарды жасау немесе өзгерту туралы
гылым.
Нанотехнология протеин (ақуыз) инженериясымен тығыз бай-
ланыста болып табылады. Олардың көмегімен ақуыз молекуласының
құрылысын зерттеу протеин (ақуыз) инженериясының әдістерінің
әлеуетін күшейтеді. Жаңа ғылыми пәндер - геномика және протео-
мика («протеин», яғни ақуыз сөзінен шыққан) көптеген маңызды
ақуыздарды, олардың құрылысы мен қызметін, сонымен қатар,
олардың өзгеру және жақсару тәсілдерін зерттеумен айналысады.
Жақын арада вирустық инфекцияларға төтеп бере алатын жасанды
ақуыздар шындыққа айналады.
МОЛЕКУЛАЛЫҚ ДНҚ-ТЕРАПИЯ
Емдеудің тағы бір түрі - ДНҚ молекуласының өздігінен ре-
пликациялана алатын қасиетіне негізделген (яғни өзінің көшірмесін
жасай алуы) гендік терапия немесе ДНҚ-терапия. Оны арнайы
биологиялық бөлшекті, мембрананы немесе ұлпаны іздеуге арналған
биологиялық сенсор ретінде пайдалануға болады. Зерттеушілер
кейбір онкоақуыздардың ДНҚ фрагменттерін жасауды үйренді. ДНҚ-
дактилоскопия (бұлай аталу себебі ДНҚ жеке дара және керемет)
қандағы немесе ұлпадағы онкоақуыздарды дәл анықтайды. ДНҚ
гендері біркелкі қалыпта орналасқандықтан, қателесу ықтималдығы
мүлдем жоқ.
ДӘРІ-ДӘРМЕКТЕРДІ ЖЕТКІЗУ
Адам ағзасы әртүрлі жүйеліктерден тұратын ауқымды және
күрделі жүйе болып табылады, сондықтан дәрі-дәрмектерді керекті
жерге дәл жеткізудің үлкен маңызы бар. Біздің ағза оны өзінің бағыты
бойынша, яғни табиғи жолмен жасай алады. Алайда ғалымдар
дәрі-дәрмектерді жеткізу адам ағзасында жүзеге асатындығының
арқасында био қолжетімділік (ЬюауаіІаЬіПіу) тетігінің барлық қыр-
сырларын енді түсінуде.
|