Biolog 10 indd

Tayanch so‘zlar: polimerazalar, revertazalar, restriksiya saytlari.
Savol va topshiriqlar:
1. Gen muhandisligida foydalaniladigan fermentlar qanday guruhlarga ajratiladi?

---

134
2. Polimeraza fermentlarining ishlash mexanizmi haqida so‘zlab bering.
3. Restriktazalar qanday maqsadlarda qo‘llaniladi?
4. Restriktaza fermentlarining ishlash mexanizmi haqida so‘zlab bering.
5. Teskari transkriptaza fermenti faoliyati mohiyatini tushuntiring.
 
30-§.  REKOMBINANT  DNK  OLISH
Genetik  rekombinatsiya  –  bu  turli  manbalardan  olingan  genlarning 
yoki  genlarning  normal  biologik  almashinuvi  natijasida  o‘zgargan  xromo-
somaning hosil bo‘lishi. Yangi DNK molekulasi DNK zanjirining uzilishi yoki 
birikishi yo‘li bilan rekombinatsiya jarayonida hosil bo‘ladi. Irsiy axborotning 
o‘tkazilishi, almashinishi va o‘zgarishining tabiatda turli shakllari bo‘lib, ular 
yangi xususiyatlarga ega bo‘lgan organizmlarning paydo bo‘lishi uchun manba 
sanaladi. 
Turli organizmlarning genlarini sun’iy yo‘l bilan birlashtirib, rekombinant 
DNK olish mumkin. Gen muhandisligi yoki rekombinant DNK texnologiyasida 
tajribalar  yo‘li  bilan  bir  organizm  (donor)  irsiy  materialini  boshqa  organizm 
(retsipiyent)ga o‘tkazish orqali bu genlarning irsiylanishi ta’minlanadi. 
Masalan, mikrobiologiya sanoatida azot fi ksatsiyalovchi genlar kiritish yo‘li 
bilan  o‘simliklar  hosildorligini  oshirishda  qo‘llaniladigan  bakteriya  shtam m-
lari  olinadi  (bu  o‘g‘itlarning  ishlatilishini  kamaytiradi  va  atrof-muhit  holatini 
yaxshilaydi). Hozirgi kunda gen muhandisligi metodlari rekombinant bakteriya 
shtammlaridan  biologik  faol  birikmalar,  jumladan,  gormonlar  (insulin,  o‘sish 
gormoni, somatostatin), virusga qarshi preparat – interferon olishda muvaff aqiyatli 
qo‘llanilmoqda.  Genlarning  boshqa  organizm  genomiga  to‘gridan  to‘g‘ri 
ko‘chirib o‘tkazilishi irsiy nuqsonlarni to‘g‘rilashga imkon beradi. Rekombinant 
DNK olish yo‘li bilan irsiy kasalliklarni davolash istiqbolli bo‘lib, bunda bemor 
genomiga zararlangan gen o‘rniga normal funksional gen kiritiladi. 
Sun’iy  ravishda  rekombinant  DNK  olish  va  genlarni  klonlash  ilk  bor 
1972-yilda  AQSH  olimlari  Boyer  va  Koen  tomonidan  amalga  oshirildi. 
Bu  olimlar  E.coli  bakteriyasining  xromosoma  DNKsi  va  shu  bakteriya 
plazmidasiga  alohida  probirkalarda  «yopishqoq»  uch  hosil  qiluvchi  EcoRI 
(eko-er-bir)  restriktaza  fermenti  bilan  ishlov  berganlar.  Halqasimon  plazmid 
tarkibida  faqat  bir  dona  EcoRI  restriktaza  fermenti  tanlab  kesadigan  maxsus 
nukleotidlar  izchilligi  bo‘lganligi  sababli  restriktaza  DNK  qo‘sh  zanjirini 
faqat  bir  joydan  kesib  halqasimon  plazmidni  yopishqoq  uchli  ochiq  holatga 
o‘tkazadi.  Xromosoma  DNK  molekulasida  EcoRl  restriktaza  fermenti  taniy 
oladigan  maxsus  nukleotidlar  izchilligi  qancha  bo‘lsa,  bu  molekula  shuncha 

---

135
bo‘lakka  bo‘linadi.  DNK  bo‘laklarini  elektroforez  moslamasida  kuchli  elektr 
maydonida katta-kichikligiga qarab ajratiladi va hosil bo‘lgan bo‘laklar maxsus 
bo‘yoq bilan bo‘yaladi. Elektroforez gelidan kerakli DNK bo‘lagini suvda eritib 
ajratib olish mumkin. Boyer va Koen shu usullar bilan ajratib olingan yopishqoq 
uchli  xromosoma  DNK  bo‘lagini  ochiq  holatdagi  yopishqoq  uchli  plazmid 
DNKsi bilan probirkada aralashtirib ligaza (ulovchi) fermenti vositasida bu ikki 
xil  DNK  bo‘laklari  uchlarini  bir-biriga  kovalent  bog‘lar  yordamida  uladilar. 
Natijada plazmid tarkibiga xromosoma DNK bo‘lagi kiritildi. Shu usulda ilk bor 
rekombinant  plazmid  hosil  qilindi.  Bu  molekular  qurilmada  (konstruksiyada) 
plazmid  DNK  vektor  (yo‘naltiruvchi)  funksiyasini  bajaradi,  chunki  yuqorida 
aytib  o‘tganimizdek  plazmidlar  DNKsiga  rekombinatsiyalana  oladi.  Bu  vektor 
konstruksiya  o‘z  tarkibida  antibiotikka  chidamlilik  geni  bo‘lganligi  uchun 
maxsus yaratilgan plazmidsiz, ya’ni antibiotikka chidamsiz shtamm hujayralariga 
kiritildi. Rekombinant plazmid kiritilgan bakteriya hujayralari kloni antibiotikka 
chidamli  genga  ega  bo‘lib  qolganligi  sababli,  plazmidsiz  bakteriyadan  farq 
qilib,  antibiotik  ta’sirida  nobud  bo‘lmaydi.  Shu  sababli  tajriba  o‘tkazayotgan 
probirkaga  antibiotik  qo‘shib  rekombinant  bakteriya  kloni  ajratib  olinadi  va 
klonlanadi. Bu klonni tashkil etuvchi har bir bakteriyada yot (geterologik) DNK 
bo‘lagi bor bo‘lib, bakteriya biomassasi qanchalik ko‘paytirilsa, yot DNK bo‘lagi 
shunchalik  ko‘payishi  mumkin.  Undan  tashqari,  rekombinant  plazmid  vektor 
avtonom  replikatsiyalanuvchi  plazmid  bo‘lsa,  yot  DNK  bo‘lagini  yana  o‘nlab 
barobar ko‘paytirish mumkin (70-rasm). 
70-rasm. 1 – maqsadga muvofi q 
genni restriktaza yordamida kesib 
olish; 2 – vektor-plazmida; 
3 –  plazmidani restriktaza yor-
damida kesish; 4 – ajratib olingan 
genni ligaza fermenti ishtirokida 
plazmidaga kiritib rekombinant 
plazmida (vektor konstruksiya) 
hosil qilish; 5 – vektorni bakteriya 
hujayrasiga kiritish; 6 – plazmida; 
7 – bakteriya DNKsi; 8 –  bak-
teriyalarni klonlash orqali genni 
ko‘paytirish.
Yot  DNK  bo‘lagini  rekombinant  vektor  konstruksiyalar  vositasida 
ko‘paytirish genlarni klonlash deb ataladi. DNK bo‘lagini klonlashda vektor 

---

136
sifatida  virus  va  fag  DNK  molekulasidan  yoki  ko‘chib  yuruvchi  genetik 
elementlardan ham foydalanish mumkin. 
Demak, gen muhandisligida quyidagilar amalga oshiriladi:
1.  Kerakli  genga  ega  donor  organizmlardan  zarur  genlar  ketma-ketligiga 
ega bo‘lgan DNK molekulasi ajratib olinadi. 
2.  Donor  DNKsining  zarur  geni  fermentlar  ta’sirida  boshqa  qismlardan 
ajtatib olinadi. 
3. Retsipiyent hujayra (qabul qiladigan hujayra)ga biror genni kiritish uchun 
mazkur  hujayraga  kira  oladigan  uncha  katta  bo‘lmagan  DNK  molekulasidan 
foydalaniladi. Bunday molekula vektor deyiladi. 
4.  DNK-vektorni  donor  genini  kiritish  mumkin  bo‘lgan  joyidan  ferment 
yordamida kesiladi. 
5. Ajratib olingan gen  vektor molekulaga  «tikiladi».  Rekombinant DNK 
hosil  qilinadi  va  klonlanadi.  Kiritilgan  gen  saqlovchi  yangi  DNK  molekulasi 
xo‘jayin retsipiyent hujayrasiga kiritiladi. 
6.  Xo‘jayin  hujayrada  DNK  replikatsiyalanadi  va  hujayraning  bo‘linishi 
orqali avlodlarga beriladi. 
7.  Rekombinant  DNKni  xo‘jayin  hujayraga  kiritish  transformatsiya  deyi-
ladi. Yot DNK bo‘lagiga ega bo‘lgan organizmlar transgen organizmlar hisob-
lanadi.