Жануарлардағы генетикалық инженерия. Жоғарғы сатыдағы өсімдіктердің генетикалық инженериясы.

Бнотехнологня деп организмдерді, биологиялық жүйелерді және цроцестерді адамның мақсатына сай өңцірісте қодцануды түсінеді. Ген-инженерлік өдіс арқылы қүрастырылған жаңа организм немесе биологиялық жүйе биотехнологиялық өндірісте қодданылып, жаңа сапалы нәтижеге әкелуі мүмкін, соңдықтан да ол жаңа биотехнологияның саласы болып саналады.

Қазіргі кезде тек ген инженериясы ғана адамға қажетті биологиялық активті заттарды химиялық таза күйде алуды қамтамасыз ете алады. Ген инженериясының қаркынды дамуы арқасыңда адамның және маддың бірқатар ауруларын (оның іішнде генетикалық ауруларды) емдеу жөне мал мен өсімдіктің өнімділігін жоғарылату мүмкін бодды. Биологиялық активті затгардың япінен ген-инженерлік гормондарды өңдірудің үлкен маңызы бар.

Гендік инженерия - молекулалық және клеткалық генетиканың қолданбалы саласы. Белгілі қасиеттері бар генетикалық материалдарды (гендерді) іп vitro жағдайында алдын ала құрастырып, оларды тірі клеткаға енгізіп, көбейтіп, зат алмасу процесін өзгеше жүргізу. Бұл әдіспен организмдердегі генетикалық ақпаратты көздеген мақсатқа сай өзгертіп, олардың геномдарын белгіленген жоспармен қайта құруға болады.

Гендік инженерияның мәні жеке гендерді бір организмнен алып басқа организмге көшіріп орналастыру. Бұған рестриктаза мен лигаза ферменттері мүмкіндік туғызады. Рестриктазалар (рестрикциялык нуклеклеазалар) ДНК молекуласын белгілі жерлерден жеке бөлінділерге қиып бөлшектейтін ыдыратушы фермент. Қазір ДНК молекуласын бір-бірінен өзгеше 120 жерінен үзетін 500-ден астам рестриктазалар анықталған. Алынған полинуклеотид бөлшектерінің (ДНК фрагменттерінін) комплементарлық немесе «жабысқыш» ұштарын ДНК лигазасы бір-біріне «желімдеп» реттеп жалғастырып қосады. Осы ферменттердің көмегімен бір ДНК молекуласынан қажетті ген бөлініп алынып, басқа ДНК, молекуласының үзінділерімен құрастырылып рекомбинанттық жаңа будан ДНК жасалады. Одан кейін рекомбинанттық ДНК бірнеше әдістермен тірі клеткаға енгізіледі. Жаңа геннің экспрессиясы өтеді де, клетка жаңадан ген белгілейтін белокты синтездей бастайды. Сонымен, клеткаға рекомбинанттық ДНҚ молекуласы түрінде жаңа генетикалық ақпататты енгізіп, ақырында жаңа белгісі бар организмді алуға болады. Мұндай организмді трансгендік немесе трансформацияланған организм деп атайды, себебі бір организмнің өзгеріп басқа қасиетке ие болуын трансформация дейді.

Қазіргі уақытта молекулалық биологияның жетістіктерінің арқасында құрылымдық гендерді таза күйінде және де жеткілікті мөлшеріде бөліп шығару әбден болады. Бірақ бұл жұмыстың өсімдіктермен өткізгендегі қиыншылықтары, ол өсімдіктердің геномдарының едәуір күрделілігі. Оның құрамына 150 мыңнан астам гендер кіреді, ал соның ішінде тек 5-10 % бірегей ДНК генетикалық код қызметін орыңдай алады, яғни 15-25 мың гендер құрылымдық гендері болғаны. Өсімдіктер геномында функциясы есепсіз көп қайталанған ДНК элементтері орасан зор (90-95 %). сондықтан өсімдіктердің бір белгісін кодтайтын жеке гендерін тіркестіру өте қиын да ауыр жұмыс. Одан басқа, бірқатар маңызды информациялар тек бір генде емес, көптеген гендерде жазылған. Мысалы, өнімділік, тез пісіп жетілу, азотты сіңіру, ортаныңн қолайсыз факторларына төзімділік белгілері полигендік болады.

Қазіргі уақытта әр түрлі өсімдіктердің 100-ден астам құрылымдық гендері бөлініп алынған және жан-жақты талданған. Бұл гендерге қор белоктарының, түрлі ферменттердің гендері, ыстықпен немесе суықпен, анаэробтық жағдаймен немесе патогендік микроорганизмдермен индукцияланатын гендер жатады. Өсімдіктер құрылымдық гендерінің бір бөлігі құрамы әр турлі мультигендер (көпгенділік). Мысалы актин, гистон, леггемоглобин, бұршақ және астық тұқымдастарының қоры ретінде жиналатын кейбір белоктарының гендері.

Өсімдіктер геномын гендік инженерия әдістерімен өзгертіп қайта құру мақсаты екі мәселені шешуге бағытталған. Біріншісі, трансгенозға байланысты негізгі теориялық мәселелерді шешу, ал түбінде өсімдіктердің алдын ала көзделген белгілі қасиеттері бар жаңа варианттарын шығару үшін практикалық селекцияда гендік инженерия әдістерін қолдану.

Өсімдіктердің ауыл шаруашылығында бағаланатын негізгі белгілері, атап айтқанда: өнімділік, тез пісіп-жетілу, сабақпен масақтың ұзындығы, дәндегі белок мөлшері, түрлі стресс факторларға төзімділік. Осындай құнды қасиеттер көпгендік (полигендік) жүйелердің бақылаумен қалыптасады, яғни гендердің күрделі комплекстерінің өзара әр қилы әрекеттесуі арқылы пайда болады. Өкінішке орай, бұндай полигендік белгілерді гендік инженерия әдістерімен бір организмнен басқа организмге көшіріп дарыту әзірше мүмкін емес. Өсімдіктерді жақсартудың ең жарамды амалдары ежелден организмде бар гендерді өзгерту (модификациялау) және гендік инженерия әдістерімен нақтылы бір белгіні кодтайтын жеке бір генді тасымалдау.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: