bakteriyalar o’z dushmani viruslarga qarshi kurashish uchun yaratgan. Rekombinant molekulalarni konstruksiya qilish uchun restruksion endonukleazalardan foydalanishini birinchi bo’lib, 1972-yili Amerika olimlari Stenli Koj va Gerbert Boyer kashf etdilar. Bu olimlar u vaqtgacha o’zlarining plazmidlart ustidagi tadqiqotlari bilan mashhur edilar. Koj va Boyer g’oyasiga muvofiq, plazmidani restriktazalarning biri yordamida kesib, DNK fragmentlarida bir zanjirli uchlar hosil qilinadi. DNK ning bu erkin uchlari yopishqoq uchlar deyiladi, chunki bu uchlarda to’latilmagan bir chiziqli nukleotidlar qatori bor. Shu restriktazaning o’zi bilan donor DNK ham fragmentlarga bo’linadi. Ularning birida bizni qizqtiradigan genni saqlaydigan uchastka ham bo’ladi. Endi mana shu fragmentlarni kesilgan plazmidalar bilan aralashtirilsa , DNK molekulasining bir zanjiri ichida restriktazalar yordamida hosil bo’lgan nukleotidlar qatori, plazmidalarning yopishqoq uchlariga komplimentlar bo’lganidan ula bilan tegishli megazalar ishtirokida kovalent bog’ orqali ulanadi. DNK xo’jayin DNK siga ulanib o’qilib ketmaydi. Buning uchun vositachi vector ishtirok etishi zarur. Rekombinant molekulalarini yaratish uchun avvalo, zarur genning hujayra DNK sidagi o’rnini aniqlab, uni kesib olish kerak. Endi kesib olingan DNK fragmentini klonirlash va vektorga bog’lash kerak. DNK ni klonirlash turli manbalardan ajratib olingan DNK fragmentlarini plazmidiy yoki virusga kiritib so’ngra bu genetik elementlarni bakteriya yoki achitqi hujayralarida ko’paytirish usulidir. Shu usul bilan DNK ning fragmenti vektorga bog’lanadi. Vektorning asosiy xossasi shundan iboratki, u tegishli xo’jayinda avtonom repmisirlanish xususiyatiga ega. Mana shu usulda olingan ekombinirlangan molekula klonirlash uchun juda qulaydir, u resipient hujayrada bemalol ekspressiya qilinadi. Navbatdagi bosqichda plazmidiy yoki virus genomiga ulangan DNK molekulasi bakteriya yoki achitqi hujayrasiga kiritiladi. Bunday sintetik genomda bizni qiziqtirgan gen vector DNK sining ahamiyati kam ma’lum uchastkasini almashtirgan bo’ladi. Bakteriya hujayrasi tez bo’linib ko’payganidan, rekombinant DNK ham shu qadar ko’paydi va tegishli oqsil sintezini ko’p martalab tezlatadi va uni sanoat miqyosida olish imkonini beradi. Gen
injenerligi yo’li bilan bir qancha zarur garmonlar, immun tanalar (insulin, o’sish garmoni, interferon immunoglobulinlar), turli dorilar muvaffaqqiyat bilan olinmoqda. Molekulyar biologiya va gen injenerligining turli tarmoqlari nihoyatda dadillik bilan rivojlanmoqda. Lekin hali hal qilinmagan fundamental ilmiy muammolar, amaliyot uchun juda muhim vazifalar ko’p. Ular orasida birinchi darajali ahamiyatga ega masala , insonning jismoniy va ruxiy holati, funksiyasi, imkoniyati boshqarilishining molekulyar asosini tushunishdilar. Endi shubha yoqki, bu sirlarning kaliti uning genomida. Mana shuning ham AQSHdagi va rivojlangan boshqa mamlakatlarda, bizning mamlakatimizda ham inson genomining to’la nukleotid qatorini o’rganishni maqsad qilib qoygan inson genomi nomli uzoq muddatga mo’ljallangan, juda qimmat turadigan favqulotda buyuk loyihani ishlashga kirishildi. Lekin bu ulkan vazifani bajarib bo’larmikin? Ma’lumki inson genomi butun bir dunyo, uning moddiy asosini 3 mlrd. nukleotid qoldig’idan iborat va mingdan ortiq gen tashkil qiladi. Lekin shunday bo’lsa ham, molekulyar biologiya va gen injinerligining bugungi kundagi xollari: metodik va tajribasi. Bu vazifani hal qilishga qurbi yetadi, deb ishonsa bo’ladi. Keying yillarda butun xromosomalar va ularning juda katta fragmentlarini genlardagi elektroferoz usulida ajratib olish va katta DNK molekulalarining strukturasini tez aniqlash usullari ishlab chiqildi , millionlab asosga ega bo’lgan gigant DNK larni eukariotlar hujayrasida klonirlashga erishildi. Shuni aytib o’tish ham o’rinli: tarix shuni ko’rsatadi, insoniyat o’z oldiga doimo hal qilishi mumkin bo’lgan vazifani qo’yib kelgan. Shubha yoqki, “odam genomi” dek mislsiz loyihani o’z oldiga qo’ygan molekulyar biologiya va gen injenerligi hujayradagi har bir genning tuzilishi, funksiyasini, xromosomada aniq joylashgan o’rnini tayinlash; ularga bog’liq belgilar, xossalar, buzg’unliklarni aniqlash asosida irsiy kasalliklar (genom kasalliklari)ning (aniqlash asosida) oldini olish va davolash turli oqsillar, fermentlar , garmonlar, vaksina va
antitelalarni ishlab chiqarishh, mikroorganizmlarning yangi turlarini yaratish, o’simlik va hayvon genomiga odamlar uchun foydali xususiyat beradigan genlarni kiritish va boshqa muammolarni muvaffaqqiyatli hal qiladi (4-rasm). 4-rasm. Rekombinant DNK olish sxemasi. REKOMBINANT DNK OLISH USULLARI Sun’iy sharoitda rekombinant DNK olish va genlarni klonlash ilk bor 1972 yilda AQSh olimlari Boyer va Koen tomonidan amalga oshirilgan. Bu olimlar E.coli bakteriyasining xromosoma DNK siga va shu bakteriya plazmidasiga alohida idishlarda EcoRI restriktaza fermenti bilan ishlov berganlar. Plazmida tarkibida faqat 1 dona EcoRI restriktaza fermenta tanib kesadigan maxsus nukleotidlar ketma- ketligi bo’lganligi sababli ferment plazmidaning halqasimon DNK qo’sh zanjirini faqat bir joydan kesib , plazmidani «yopishqoq« uchli ochiq holatga o’tkazadi. Xromosoma DNK molekulasida EcoRI restriktaza fermenti taniy oladigan maxsus nukleotidlar ketma-ketligi qancha bo’lsa, bu molekula shuncha bo’lakka bo’linadi. Turli xil o’lchamga ega bo’lgan DNK molekulasi elektroforez uslubi yordamida ajratib olinadi. Ajratib olingan «yopishqoq» uchli xromosoma DNK si bo’lagi ochik xolatdagi “yopishqoq” uchli plazmida DNK si bilan aralashtirilib ligaza fermenti yordamida tikiladi (ulanadi). Natijada plazmida tarkibiga xromosoma DNK bo’lagi kiritiladi. Shu boisdan rekombinant DNK ga quyidagicha tarif berish mumkin: har sanday tirik organizm irsiy molekulasining istalgan bo’lagini vektor molekulalariga birikishdan hosil bo’lgan sun’iy DNK - rekombinant DNK deyiladi. Rekombinant DNK olishning uchta usuli mavjud:
Konnektor usuli;
restriktaza-ligaza;
linker molekulalaridan foydalanish usuli. Konnektor usulida - rekombinatsiyada ishtirok etuvchi DNK bo’lagining 3' uchiga dezoksinukleotidil-transferaza fermenti yordamida ma’lum uzunlikdagi oligo (dA) - segmenti ulanadi. Ikkinchi uchiga = esa ' oligo (dT) - segmenti ulanadi. Bu DNK buo’laklari aralashtirilganda dA va dT segmentlarning vodorod bog’lari asosida komplementar birikishi tufayli halqasimon DNK sttrukturasi hosil bo’ladi. Hosil bo’lgan DNK bog’i bir zanjirli bo’sh joylar DNK- polimeraza I fermenti yordamida to’ldiriladi. Restriktaza-ligaza usuli - rekombinant DNK olishning eng sodda va oson usuli hisoblanadi. Bu usulda DNK molekulasi va vektor plazmida «yopishqoq» uchlar hosil qiluvchi restriktaza bilan qirqiladi va aralashtirilgan holda ma’lum sharoitda reassotsiatsiya qilinadi. Komplementarlik xususiyatiga ko’ra DNK molekulalari o’zaro vodorod bog’lari yordamida birikib halqasimon struktura hosil qiladi va DNK zanjirining birikmagan joylari DNK-ligaza fermenti yordamida ulanadi. Linker molekulalaridan foydalanish usulida - DNK molekulasiga va vektor plazmidaga T4 fag DNK-ligaza fermenti yordamida maxsus nukleotid ketma-ketligiga ega bo’lgan linker molekula ulanadi. Olingan ikki turdagi DNK molekulasi restriktaza fermenti yordamida qirqilib, aralashtirilgan holda qaytadan assotsiatsiya silinadi. DNK va vektor plazmida molekulalarining birikmagan joylari DNK-ligaza fermenti yordamida ulanadi. SHu yo’sinda rekombinant DNK molekulasi hosil bo’ladi.