Оқулық Алматы 2005 ббк 28. 04 М 87 Оцуыцты жогары оцу орындары студенттеріне

XIII ТАРАУ
ГЕНЕТИКАЛЫҚ ИНЖЕНЕРИЯ
Молекулалық генетика мен молекулалық биологияның қол 
жеткен табыстарының негізінде биология гылымының жаңа бір 
саласы - генетикалық инженерия қалыптасты.
Бұл ғылымның мақсаты - практика мен теория үшін қажетті 
генетикалық бағдарламаның жобасын жасап, оны тірі организмге 
енгізу. Мүндай тәсіл тіршілікті меңгеруде жаңа мүмкіндіктер 
туғызады.
Генетикалық инженерияның көздеген мақсаты мен зерттеу 
эдістеріне байланысты мынандай деңгейлерін ажыратуға болады: 1) 
молекулалық (геннің құрамды бөліктерін зерттеу); 2) гендік; 3) 
хромосомдық; 4) клеткалық; 5) үлпалық; 6) организмдік; 7) 
популяциялық.
Басқа 
биологиялық 
ғылымдар 
сияқты 
генетикалық 
инженерияның да дамуының тарихы бар. Бұл саладагы алғашқы 
зерттеулердің қатарына Н.П. Дубининнің (1934 ж.) дрозофила 
шыбындарының хромосом санын өзгерту бағытында жүргізген 
жүмыстары жатады. Ол рентген сәулелерімен эсер ету жолымен 
хромосома санын өзгертуге болатындыгын анықтады.
1956 жылы Е.Сирс рентген сәулесінің көмегімен жабайы 
эгилопс өсімдігі жапырағының сары дақ ауруына төзімділігін 
анықтайтын генді жүмсақ бидайдың хромосомасына апарып салған.
211

Нәтижесінде жұмсақ бидайдың сары дақ ауруына төзімді формасы 
алынған.
1971 жылы В.А.Струнников ген жэне хромосом деңгейіндегі 
генетикалық инженерия эдістерін жібек құртында пайдаланды.
Клетка деңгейінде жүргізілетін жүмыстардың ішінде сомалық 
клеткаларды гибридизациялау әдісі кеңінен қолданылады. 1960 жылы 
Ж.Барский жануарлардың сомалық клеткаларының бір - бірімен 
қосылып, екі клеткадағы генетикалық информацияны біріктіруге 
қабілетті екендігін көрсетті.
К. Гржешик (1973 ж.) көп жыл бойы лабораторияда жүргізген 
зерттеулерінің нәтижесінде сомалық клеткалардың түр ішіндік жэне 
түр аралық гибридтерін алды.
Сомалық клеткаларды гибридтеу өсімдіктерге де жүргізілді. 
Темекі, сэбіз, томат сияқты өсімдіктердің жеке протопластарынан 
клетка қабықшасы регенерацияланып, каллус түзілгеннен кейін, тұтас 
өсімдік қалыптасатындығы анықталды. Осы түрғыдан көптеген 
зерттеушілер протопалстарды бөтен генетикалық информацияны 
қабылдайтын 
жақсы 
реципиент 
жэне 
сомалық 
клеткаларды 
будандастыру үшін қолайлы материал деп біледі.
Генетикалық 
инженерияның клсткалық және 
организмдік 
деңгейлері 
бір 
бірімен 
тығыз 
байланысты. 
Жануарлар
клеткаларымен жүргізген тәжірибелерде бір клетканың ядросын 
екіншісімен алмастыруға, екі немесе бірнеше эмбриоиды қосып 
біріктіруге, 
оларды бірнеше бөлікке бөлшектеуге болатындығы 
анықталды. Мысалы, генотиптері әртүрлі үлпалардың клеткаларын 
біріктіру жолымен тышқанның аллофенді дарактары алынған. Ол 
үшін дамудың бастапқы бластомерлі кезеңіндегі эмбрнондар алынады
212

және оларды бөліп алған соң проназа ферментінің көмегімен жеке- 
жеке бластомерлерге бөлшектейді. Содан соң екі немесе бірнеше 
ұрықтың бластомерлерін қосьш, соның негізінде тұтас бір комплексті 
эмбрион 
жасалынады. 
Сөйтіп 
ақ 
және 
қара 
тышқандар 
бластомерлерінің бірігуі нәтижесінде аллофенді ұрық дамиды. 
Гаструла стадиясында ұрық пробиркадан алынып, аналық тьпнқанға 
жіберіледі. Одан туатын ұрпақ екі түрлі ата —ананың фенотиптерін 
біріктіретін аллофенді болып інығады. Аллофенді үрпақтарды үш, 
торт немесе одан да көп ата - анадан, да алуға болады.
Сомалық клеткаларды біріктірумен қатар бір клеткадан бөлініп 
алынған жеке хромосоманы басқа клеткаға енгізудің де жолдары 
табылған. Сондай жеке бөлініп алынған хромосома гендерінің басқа 
бөтен клеткаға барғанда да қызмет атқаратындығы анықталған. (Мак­
Брайд, Озер, 1971).
Соңғы кездерде нуклеин қыінқылдарын алмастырудың түбегейлі 
өдістері жасалды. Соның негізінде молекулалық биология мен 
генетиканың жаңа бір саласы ген инженериясы қалыптасып дамуда. 
Ген инженериясы одан бүрынырақ қалыптасқан хромосоманы, 
генотипті өзгертуге қарағанда Д Н К -н ы рекомбинациялау арқылы ген 
қызметіне 
араласуға мол мүмкіндікгер туғызды. Гендік және
генетикалық инженерия дегендер егіз ұғымдар, дегенмен соңғысының 
жеке гендерден гөрі геномның ірі бөлшектеріне қатысы көбірек.
Ген инженериясының қалыптасуы 1972 жылдан басталады деуге 
болады, себебі сол жылы америка оқымыстысы П.Берг түңғыш рет 
маймылдың онкогенді вирусының, бактериофагтың және Е.СоІі 
бактериясы 
геномдарының түрлі 
бөліктерін 
біріктіру 
арқылы 
рекомбинанггы Д Н К алды. Бірақ мұндай құрастырмалы ДН К -н ы ң
функционалдық активтілігі әрі қарай зерттелген жоқ, себебі мүндай
213

жолмен адам өміріне қауіпті бактериялар алынуы мүмкін деген күдік 
туды. Кейінірек зиянды зардаптары жоқ рекомбинантты Д Н К алудың 
жаңа тәсілдері табылды.
Қызметі жағынан активті гибрңдті ДН К молекуласын ең бірінші 
болып 1974 жылы. С.Коэн, Д.Хелинский, Г.Бойер алды. Олар 
құрамына әртүрлі бактериялардың, бақа ооцитінің, теңіз кірпісі, 
тышқан 
митохондриясы 
Д Н К —ларьгаың 
фрагменттері 
енетін 
«химерлі» 
плазмидтерді 
құрастырып 
шығарды. 
Оларды 
трансформация жолымен бактерия клеткасына енгізу арқылы онда 
жоғары 
сатыдағы 
организмдер 
Д Н К—сьша 
тән 
транкрипция 
қүбылысын жүргізуге мүмкіндік туды. Кейінірек активті қызмет 
атқаратын рекомбинантты Д Н К —ны совет оқымыстылары С. И. 
Алиханян мен А. А. Баев та қүрастырды.
Ген инженериясының теориялық негізіне гентикалық кодтың 
универсалдылығы жатады. Бір ғана кодтың (триплеттің) барлық 
организмдердің - адам, жануар, өсімдік, бактериялардың белок 
молекулаларының қүрамьша енетін амин қышқылдарын бақылай 
алатындығына байланысты Д Н К молекуласының кез-келген бөлігін 
басқа бөтен клеткаға апарып салу, ягни молекулалық децгейде 
гибридтеу теориялық түрғыдан алғанда мүмкін болып есептеледі. 
Генді бөтен клеткаға апарып салу (трансгеноз) және геннің өзін ДНК 
құрамынан бөліп алу немесе қолдан синтездеу, әрине, өте күрделі 
жүмыстар. Ал организмге сырттан енгізілгеи геннің жаңа генетикалық 
аппарат құрамына қосыльш, қызмет атқаруы одан да күрделірек. 
Дгенмен бүл салада қол жеткен табыстар баршылық. Мысалы, 
жасанды ортада балапан үрығының клеткасы өсірілген. Белгілі бір 
уақытта оған жаңа синтезделген Д Н К жіішіелсрінің қүрамына енетіп 
бромдезоксиуридин 
қосылған. 
Осылайша 
таңбалашан 
жаңа
214

синтезделген ДНК-ны бұрынғы ескі ДНК-дан оңай ажыратуға 
болады. Сонымен қатар осындай ортаға тышқан клеткасынан бөлініп 
алынған тритимен (3Н) таңбаланған ДН К қосылған. 
Содан біраз 
уақыттан соң, клетка көбейгеннен кейін, оның құрамындағы 
генетикалық материалды альш қарағанда тышқанның ДНК-сы мен 
балапан ДНК-сының араласып кеткеңдігі байқалған.
ДНК құрамынан жеке генді бөліп алу жүмысы тұңғыш рет 1969 
жылы 
Дж.Беквиттің 
лабораториясыңда 
жүргізілді. 
Ол 
Е.СоІі 
бактериясынан лакгозалық оперон тобына жататьш гендерді бөліп 
шыгарды.
Гендік инженерия әдістерімен рекомбинантты ДНК қүрамына 
енетін жекелеген гендерді мьшандай жолдармен алуға болады:
1) табиғи ортадан (клетка, организм) тікелей бөліп алу, 2) химиялық 
жолмен синтездеу арқылы алу; 3) белгілі бір генге сәйкес келетін 

жүктеу/скачать 8,63 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: