1. Хужайра инженерлигининг асосий максади ва хозирги вактда тутган урни

Хужайра инженерияси

Режа:
1.Хужайра инженерлигининг асосий максади ва хозирги вактда тутган урни.

2.Гибридли хужайраларни олишнинг боскичлари.
3.Хужайраларнинг кушилиш услублари.
4.Гибридон технологияси.
Хужайра инженериясининг асосий максади тана (соматик) хужайраларни гибридизация килиш, яъни жинссиз хужайраларнинг кушилишидан янги организмнинг хосил булишидир. Соматик хужайраларнинг кушилиши тулик ёки реципиент хужайрага донор хужайрадан бир кисми, яъни цитоплазма, митохондрия, хлоропластлар, геномлар ядросини еки унинг бир булагини куйилиши мумкин. Соматик гибрилизация филогенетик жихатдан алохида булган организмларни чатиштиришда мухим ахамиятга эга.
Гибридлик хужайраларни олиш этаплари
Хужайраларнинг кушилиши плазматик мембраналарнинг узаро мустахкам алокада булиши. Бундай алокада булишга табиий мембрананинг ташки томондаги зарядлар тускинлик килади, яъни манфий зарядга эга булган оксил ва генлар гурухлари. Узгарувчан электр еки магнит майдони билан мембранани деполяризация килинса, мембранадаги манфий зарядлар нейтралланиб, катионлар ердамида хужайрага кушилишга шароит яратилади. Амалиетда кальций Са²⁺ ва хлориромазин ионлар куп кулланилади. Полиэтиленгликоль эффектив "куйилувчи" (сливающим) агент сифатида кулланилади.
Хайвонларда хужайраларнинг кушилишида вирус иштирок киладти, яъни цитоплазматик мембранадаги оксилни гидролизлайди. Вируснинг – бир кисмидаги субъединицалар протеолитик активликка эга.
Усимликлар, замбуруглар ва бактерияларнинг хужайралари кушилитшидан олдин, хужайра деворидан ажралади, бу билан протопластлар хосил булади. Протопласт – тирик хужайра танаси.
Хужайра кобиги ферментлар ердамида гидролизланади-бактериялар хужайрасига лизоцимлар, замбуруг хужайраси учун зимолиазалар, усимлик учун – целлюлоза комплекси, гемицеллюлоза ва пиктиназ замбуруг продуциентлари ишлатилади. Протопластларнинг ажратиб олиниши анча мураккаб жараендир.
Хужайраларнинг кушилиш услублари
1.Филогенетик жихатдан узок булган тирик хужайраларнинг кушилиши (бирлашиши) Хужайраларнинг кушилиши натижасида хосилдор усимликлар олинган. Турлараро кушилиш натижасида тамаки, картофел, карам ва хосилдор турлар олинган.
2.Ассиметрик гибридларни олиш. Бу услубда битта хужайранинг тулик генлари, иккинчисининг бир кисм генлар кушилишидир. Ассиметрик гибридлар симметрик гибридга нисбатан чидамли булишади. Симметрик гибридларда ота-оналар генлари тулик булади.
3.Уч ва ундан ортик ота-оналар хужайраларнинг кушилишидан гибридлар олиш.
Янги генетик усулларнинг пайдо булиши билан ирсиятни организм даражасида кайта тузиш имконияти тугилди. Дж.Гордон биринчи булиб, вояга етмаган баканинг (думли даврида) эпителия хужайраси ядросини, ядроси олинган баканинг тухум хужайрасига кучириб утказди. Бундай тухум хужайрадан эмбрион ривожланиб, ёш думли бка хосил булди. У эса вояга етган бакага айланиб, купая бошлади. Ядросиз тухум хужайрага шу организмнинг соматик хужайра ядросини кучириб утказиш билан генотипи бир хил булган организмларни олиш мумкинлиги исботланди. Агар шу усулни сут эмизувчиларда утказилса, жуда катта амалий фойдага эришиш мумкин. Чунки корамоллар, куйлар ва бошка кишлок хужайлик хайвонлари орасида серсут, серёг, сержун, гуштдорлари учрайди. Жинсий купайиш пайтида бу яхши белгилар юзага чикмаслиги мумкин. Сермахсулот хисобланган битти хайвон соматик хужайрасидан олинган диплоид ядрони куплаб ядросиз тухум хужайраларга утказиб, сермахсул хайвонлар сонини купайтириш мумкин. Хужайрага генни ёки хромосомани утказиш 1970 йилларда липосомаларнинг (липид пуфакчалари) синтез килиниши билан амалга оширила бошлади. Липосомалар иккита липид каватидан иборат булиб, хар хил моддаларни хужайрага киритишда кенг ишлатила бошланди. Липосомалар ичидаги моддалар, шу жумладан, хромосомалар узок сакланиши мумкин. Липосома мембранаси харорат таъсирида уз холатини узгартиради ва ичидаги хромосомани хужайрага чикаради. Алохида генларни ажратиб утказишдан кура хромосомани хужайрага утказиш осонрок. 1978 йилда липосомалар ёрдамида одамнинг хромосомаси сичкон хужайрасига утказилди. Бунинг учун одам соматик хужайрасининг битти хромосомасини липосомага киритилди ва бу липохромосомани гипоксантингуанинфосфорилбозилтрансфераза (ГГФТ) ферменти булмаган ва сунъий устирилаётган сичкон хужайралари билан аралаштирилди. Вакт утиши билан сичкон хужайраси ядросида одам хромосомасининг пайдо булганлиги кузатилди. Одам хромосомасидаги генлар таъсирининг юзага чикканлиги ГГФТ ферменти булмаган сичкон хужайраларида ГГФТ ферментнинг пайдо булиши билан исботланди.
Усимликларнинг усувчи (меристема) кисмидаги хужайралар ажратиб олинган. Ажратиб олинган усимлик хужайрасидан янги усимлик яратиш учун протопласт холатига олиб келинади. Протопласт усимликни биринчи маротаба 1971 йилда И.Токебе олган.
Усимлик хужайрасини протопласт холатига олиб келиш учун, хужайра кобиги махсус ферментлар ёрдамида эритилади. Хужайра кобигини эритиш учун 3 хил ферментлар ишлатилади – целлюлаза, гемицеллюлаза ва пектиназа.
Ажратиб олинган хужайра махсус жойда оптимал шароит яратилган холатда сакланади. Уларга куйилган ферментларнинг таъсири йуколиши билан протопластларда кобик хосил була бошлайди.
Усимликларнинг хужайрасини ажратиб олиш учун унинг ёш усувчи барги олиниб, у изоляция килинади. Изоляция килинган барг стерилизация килиниб, барг парчаланади. Парчаланган барг хужайралари пектиназа ферменти билан ишланиб, уларнинг кобиги эритилади ва протопласт холатига олиб келинади. Протопластлар маълум вакт утиши билан озикавий мухитда кобик хосил кила бошлайди. Ундан кейинги боскичда хужайраларда булиниш бошланади, яъни дифференциацияланган хужайрадан дифференциацияланмаган вакуолашган хужайралар хосил булиб, уларнинг тартибсиз купайиши натижасида хужайра массаси хосил булади. Бунга каллус деб аталади. Каллус холатдаги хужайралар бир неча маротаба кайта экилиши натижасида, улардан илдиз ва барг хосил була бошлайди хамда янги усимлик пайдо булади.
Протопластлардан тулик усимлик олиш барча усимликларда хам содир булавермайди. Проторпластлардан 50 якин усимликлар олинган, айникса, картошка, тамаки, рапса, петуния, датурлар ва бошкалар.
Протопластлар йули билан олинган усимликлар илдиз чириш касалликларига, гербицидларга хамда хар хил хахарли моддаларга чидамли булади.
Протопласт холатидаги хужайралар стерилланган шароитда, улар узаро кушилади. Кушилиш натижасида мембрана оркали бир-бирига хужайра ичкарасидаги органоидларнинг маълум кисми ута бошлайди (куйилади).
Протопластларнинг куйилиши тугрисида жуда куп илмий-тадкикот ишлар олиб борилган ва натижада янги гибриблар олинган.
Мисол учун, селекция йули билан олинган картошка Solanum megistacrolobum протопласт услуби билан ёввоий холдаги, вирус касаллигига чидамли булган S.etuberosa билан кушилиб, янги гибрид олинган. Олинган гибридда иккала турга мансуб булган белгилар кайд килинган.
Протопласт холатидаги хужайралар, филогенетик жихатдан узок булган организмлар билан чатиштирилган. Усимликлараро чатиштиришдан янги гибридлар олинган. Картошкаларни, карамларни, тамакини турнепсом билан кушилиб, турлараро гибридлар олинган.Замбуруглар билан бактерияларни кушиб, янги гибридлар олинган.
Усимликлар хужайраси билан хайвонлар хужайралари кушилганда анча кийинчилик холатлари кузатилган.
Курбака хужайраси билан сабзи хужайраси кушилганда, бу хужайралар узларига кобик хосил килиб, факат усимлик хужайраси купайишикузатилган. Курбака хужайрасидаги ядро уз фаоллагини йукотган.
Асимметрик гибридлар олишда битта ота-она хужайрасидаги тулик генлар, иккинчи ота-она хужайрасидаги генларнинг ярми билан чатиштирилади. Бундай холда битта хромосома таркибидаги генлар уз фаоллигини йукоти, иккинчисидан тоза гибрид олинади. Бу гибрид ташки мухитга чидамли, хосилдор, касалликка кам учрайдиган булади.
Цитоплазмаларнинг узаро кушилиши хамда хлоропластларнинг узаро кушилишидан гибридлар хосил булиши исботланган. Учта ва ундан ортик ота-она хужайраларининг кушилиш натижасида гибридлар олинган.
Гибридизация йули билан олинган хужайралар юкори молекулали физиологик фаол моддаларни синтез килиб беради. Бу хужайраларни чексиз ва доимий ишлаши учун янги технология яратилди. Буни гибридом технологияси деб аталади. Гибридомларни олиш хозирги вактда хужайра инженериясида энг мухим йуналишдир. Гибридом технологиянинг асосий максади юкори молекулали моддаларни синтез килувчи гибрид хужайраларни улмас «обессмертить» хужайрага айлантиришдир. Бунинг учун шиш (рак) хужайраси, гибрид йули билан олинган хужайралар узаро кушилиб, гибридом олинади.
Маълумки, шиш хужайраси чегарасиз ва доимий тезлик билан купаяди. Гибриб хужайралар эса секинлик билан купаяди. Иккаласининг кушилишидан олинган гибридомдан хахлаганча моддаларни синтез килиш мумкин.
Одам ва хайвон организмига ташкаридан кирган антигенлар – бактериялар, виреслар, бегона хужайра ёки захарли моддалар, шу пайтдан бошлаб, лимфоцитлар уларни йукота бошлайди.
Организмда антиген таъсирида махсус хужайралрда хар бир антигеннинг уч улчамдаги фазовий структурасини аник танийдиган нейтралловчи оксил – антитело молекулалари синтез килинади. Бу жараён иммун реакция деб аталади.
Иммун реакция антитело синтез килувчи махсус лифоцит хужайралар мембранасига антиген таъсир этиши билан бошланади.
Лимфоцитлар икки популяцияга булинади. Улар Т-лимфоцитлар ва В-лимфоцитлар деб аталади. Антиген таъсирида Т-лимфоцитлардан лимфобласт хужайралар, В-лимфоцитдан эса плазматик хужайралар ривожланади. Лимфобласт хужайрадарида синтез килинган антитело молекуласи хужайра ичида колади ва хужайра иммунитетини таъминлайди. Плазматик хужайраларда синтез булган антитело моллекуласи хужайра ташкарисига секреция килинади ва кон таркибидаги антиген молекулалроини боглайди.
1975 йилда инглиз олимлари Келлер ва Мильштейн сунъий шароитда антитело синезловчи лимфоцит хужайраси билан чекиз булинувчи рак хужайрасини бир-бирига кушиш натижасида табиатда учрамайдиган гибрид хужайра яратдилар. Бундай гибрид хужайрани гибридома деб аташдилар.
Гибридом хужайрасини нафакат лимфоцит ва рак хужайраларини кушиш натижасида, балки максадга мувофик хар кандай хайвон ёки одам тукимасидан олинган хужайрани шиш (рак) хужайраси билан кушиб хосил килиш мумкин.