Гендік инжинерия негіздері және әдістерімен танысу

Тәжірибелік сабақ

2-ші тақырып Гендік биотехнология негіздері

Мақсаты: Гендік инжинерия негіздері және әдістерімен танысу

Жоспар:

1.Гендік инжинерия түсінігі мен әдістері

2. Гендік инженерия тарихы

3. Гендік инжинерия ферменттері

Гендік инженерия дегеніміз, қарапайым сөзбен айтқанда, іп уііго жагдайында функционалды активті генетикалық құрылымдарды құрастыру, яғни рекомбинанттық ДНҚ жасау.

Гендік инженерия - бұл нуклеин қышқылдары молекула- сымен клеткадан тыс реакциялар жүргізу арқылы генетикалық материалдың жаңа комбинациясын алу жэне жасалган гендердің конструкциясын тірі организмге енгізу, нэтижесінде бұл орга- низмде олардың активтігіне қол жетеді. Дәлірек айтқанда орга- низмнен тыс жагдайда алдын-ала жасалган жоба бойынша молекулалық генетикалық жүйелерді құрастырып, оларды одан кейін тірі организмге кіргізу болады. Рекомбинанттық ДНК мұндайда реципиенттік организмнің генетикалық аппаратының құрамдық бөлігі болып қалады. Ол ДНК организмге жаңа бірегей генетикалық, биохимиялық жэне физиологиялық қасиет береді.

Қолданбалы гендік инженерияның мақсаты адам организмі үшін пайдалы қасиет беретін ДНК-нің рекомбинанттық молекула- ларын генетикалық аппаратқа кіргізу. Мысалы, адамзатқа керекті дэрілік заттарды өндіретін бмологиялық “реакторлар”- микроор- ганизмдер, осімдіктер, жануарларды жасау, белгілі багалы қасиеті бар өсімдік сорттарын жэне жануарлар тұқымын шыгару. Гендік инженерия әдістері тұқым қуалайтын ауруларды диагностика жүргізуге, вакциналарды дайындауга, эр түрлі сырқаттардың гено- терапиясын іске асыруга мүмкіндік береді.

Рекомбинанттық ДНК технологиясы келесі эдістерді пайдаланады:

-Рестрикциялайтын нуклеазалармен (рестриктазалар) ДНК-ні арнайы ыдырату.

-ДНК-нің тазаланған фрагментінде барлық нуклеотидтерді тез секвенирлеу. Осы арқылы геннің шекарасын анықтайды.

-Рекомбинанттық ДНК-ні құрастыру

-Нуклейн қышқылдарын гибридизациялау нэтижееінде ДНК немесе РНК арнайы реттерін өте дэл анықтауға болады. Бұл эдіс нуклеин қышқылдарының комплементарлық қасиетіне негізделген

-ДНК-ні клондау: ПТР көмегімен амплификациялау немесе бактериалдық клеткага кіргізілген ДНК фрагментін көбейту

-Рекомбинанттық ДНК-ны клеткаларга немесе организмдерге кіргізу.

Гендік инженерия тарихы

Мұны шартты түрде үш кезеңге бөлуге болады.

Бірінші кезенде іп уііго жагдайында ДНК-нің рекомбинанттық молекулаларын алуга болатыны дәлелденді. Алгашқыда эртүрлі плазмидалар арасында гибридтер жасалынды. Одан кейін бактериялардың эр түрлілері мен штаммдарының ДНК молеку- лаларын пайдаланып, рекомбинанттық молекулалар құрастыруга болатынына коз жетті. Олардың тұрақгылыгы, функцияланатыны байқалды.

Екінші кезеңде прокариоттардың хромосомалық гендері мен эр түрлі плазмидалары арасында ДНК-ның рекомбинанттық молекулалары алынды. Олардың тұрақтылыгы мен өміршендігі дэлелденді.

Үшінші кезеңде ДНК векторлық молекулаларына эукариот, ең алдымен жануарлар, гендері кіргізу жұмысы басталды.

Гендік инженерияның нақты дүниеге келуін 1972 жылы деп есептейді. Рекомбинанттық ДНК-ні алгашқы рет Стенфордтық университетте П. Берг, С. Коэн, X. Бойер жасады. Олардың жасаган алгашқы рекомбинанттық ДНК-сін 8У40 вирусы, лямбда бактери- офагы жэне ішек таяқшасының галактоздық опероны құрады.

3. Гендік инженерия ферменттері

Молекулалық биология, оның негізгі болімдері молекулалық генетика, генегикалық энзимология жэне нуклеин қышқылдары химиясының жетістіктері нэтижесінде гендік инженерияда қолда- нылатын ферменттер ашылып, олардың әсер ету механизмдері анықталды.