Farmatsevtik biotexnologiya

 
«BLITS – O’YIN» texnologiyasi
.
 
Mashg‘ulot maqsadi:
gen muhandisligi, rDNK tehnologiya asosida olinadigan transgen 
o'simliklar, o'simlik plazmidalari, agrobakterial transformatsiya
 
Mavzuning ahamiyati:
ushbu mavzuda farmatsevtika va gen muhandisligi hamda 
biotehnologiyaning uzviy bog'liqligi ochib beriladi
 
Ishning nazariy qismi 
Agrobacteria
guruhiga kiruvchi tuproq bakteriyalari orasida o'simliklarda shish hosil 
qiluvchi turlari bor. O'simlik shikastlangan yoki kesilgan eridan bakteriya kirib oladi. So'ngra 
kirgan eridan shish hosil qiladi. Bu shish 
tojsimon gall
deyiladi. Tojsimon gall hujayralari ko'p 
jihatdan hayvonlardagi saraton kasalligi hujayralariga o'hshab ketadi. Tojsimon gall hujayralari 
to'htovsiz o'sib borish hususiyatiga ega. 
Normal o'simlik hujayralarining o'sishi uchun mahsus gormonlar zarur. Biroq tojsimon 
gall hujayralari 
in vitro
sharoitda mahsus gormonlarsiz ham o'saveradi. Bakteriyalar 
antibiotiklar yordamida nobud qilinsa ham bu hujayralar o'sish qobiliyatini yo'qotmaydi. 
O'simlikda shish chaqiruvchi bakteriyalardan biri - 
Agrobacterium tumefaciens. 
Bu 
bakteriyani o'rganish natijasida shu narsa ma'lum bo'ldiki, o'simlikdagi shishni bakteriyaning Ti-
plazmidasi chaqirar ekan. Bunda plazmida o'simlik hromosomasiga qisman qo'shilib ketadi.
 
Agrobacterium tumefaciens bakteriyasi ta'sirida tojsimon gallni (shish) hosil 
bo'lishi. O'simlikdagi shishni bakteriyaning Ti-plazmidasi chaqiradi. Bakteriya 
o'simlik 
tanasiga 
kirganida 
Ti-plazmidaning 
T-qismi 
(T-DNK 
ya'ni 
transformatsiyalovchi DNK) o'simlik genomiga qo'shiladi. T -DNKdan tashqari 
plazmidaning yana 3 ta zonasi bor; 
vir- 
T-DNKni kesuvchi va o'simlik hujayrasiga 
kirituvchi genlar zonasi, 
tra
-bakteriyaning kon'yugatsiyasini nazorat qiluvchi genlar zonasi, 
ori
-
Ti-plazmida replikatsiyasini boshqaruvchi genlar zonasi. 
O'simliklarning agrobakterial transformatsiyasi: Ti-plazmidalar 

A. Tumefaciens bakteriyasi hujayrasida hromosomadan tashqari
Ti-plazmida ham bor. 
Plazmida tarkibida T-DNK mavjud. T-DNK 12-22 ming nukleotidlar juftidan iborat. U o'simlik 
hromosomasiga qo'shilish hususiyatiga ega. 
T-DNKda fitogormonlar va opinlar (bakteriya uchun uglerod, azot va 
energiya manbai bo'lgan aminokislotalar hosilalari) sinteziga javob beruvchi 
genlar bor. T-DNKdan tashqari plazmidada vir-zonasi ham bor. Vir-zona T-
DNKni o'simlik hujayrasiga kiritish vazifasini bajaradi. Yana vir-zonada opinlar 
utilizatsiyasi, bakteriya kon'yugatsiyasini nazorat qiluvchi genlar bor.
O'simlikdagi shishni bakteriya hromosomasidagi genlar emas, aynan Ti -
plazmida genlari chaqirishi tajriba yo'li bilan isbotlangan. Bunda mutant Ti-
plazmidalar saqlagan bakteriyalar o'rganilgan. Ti-plazmidasi yo'q bakteriyalar 
o'simlikda shish ham, opinlar sintezini ham chaqirmagan. Tajriba uchun 3 hil 
mutant Ti-plazmidalar olingan: 

opinlar sintezlamaydi, lekin tojsimon gall hosil qiladi; 

---

92 

umuman hech qanday shish hosil qilmaydi; 

normal hujayralarning anomaliyasiga sabab bo'ladi (masalan, o'simlik 
novdalari va ildizining haddan ortiq o'sib ketishi). 
O'tkazilgan genetik tadqiqotlarga qaraganda, o'simlik tanasidagi turli 
shishlarni paydo bo'lishi, opinlar sintezi aynan Ti-plazmida genlariga bog'liq 
ekan. 2- va 3-hil mutant plazmidalarni o'simlikka kiritib, fitogormonlar yordamida 
shish hosil qilsa bo'ladi.
Ti-plazmidalarning mutatsiyasi o'simlikning gormonal metabolizmiga ta'sir 
qiladi degan ilmiy tahminlar ham yo'q emas. 
Agrobakterial transformatsiyaning molekulyar-genetik
mehanizmlari 
Transformatsiya jarayonini 4 bosqichga ajratish mumkin: 

bakteriyani o'simlik hujayrasi devoriga bog'lanib olishi; 

o'simlik hujayrasiga T-DNKni kirishi; 

T-DNKni o'simlik genomiga integratsiyasi (qo'shilishi); 

T-DNK ekspressiyasi (rasm 13.). 
Agrobakterial ransformatsiyaning asosiy bosqichlari: I-o'simlik hujayrasi devori 
gidrolizlanadi, gidroliz mahsulotlari 
VirA 
hemoretseptorlarini faollantiradi; II-
VirG – 
vir-
genlarning transkriptsiyasi va ekspressiyasi aktivatori; III-
 VirD1 
va
 VirC1
yordamida 
VirD2 
ni 
T-DNKga bog'lanishi va TDNKning o'ng (RB-right bound) va chap (LB-left bound) tomonidan 
uzilishi; IV-
VirE2 
ni T-zanjir bilan bog'lanishi va T-zanjir+ 
VirD2 + VirE2 
kompleksini 
bakteriya hujayrasi g'ovagidan o'tishi; V- operon 
VirB
agrobakteriya hujayrasi devorida g'ovak 
hosil qilgan; VI- T-DNKning o'simlik hromosomasiga integratsiyasi;
Transformatsiya jarayonining dastlabki bosqichlari o'simlikning jarohatlangan eridan 
boshlanadi. O'simlik jarohtlanganida quyi molekulyar fenol birikmalar (masalan, atsetosiringon), 
uglevodlar (masalan, glukoza va glyukuron kislota) ajraladi. pH muhit esa kislotali bo'ladi. 
Agrobakteriya plazmidasidagi T-DNKni kesilishidan tortib o'simlik hromosomasiga 
integratsiyasigacha bo'lgan jarayonlarni Ti-plazmidaning 
vir
zonasidagi genlar bajaradi. 
O'simlik jarohatidagi signallarni
VirA
va
ChvE
oqsillari qabul qiladi. 
ChvE 
oqsilini 
agrobakteriyaning hromosoma genlari sintezlaydi. U atsetosiringonga nisbatan sezgir bo'lib, 
VirA
oqsiliga ta'sir qiladi. Natijada 
VirA 
oqsili fenol birikmalarini sezishni boshlaydi.
 VirA
oqsili 

---

93 
- proteinkinaza fermenti. U bakteriya hujayrasi ichki membranasini ikki marta teshadi. 
Shuningdek 
VirG
oqsiliga fosfor donori bo'lib hizmat qiladi. O'z navbatida 
VirG 
boshqa 
vir
-
genlar transkriptsiyasini boshlanishiga sababchi bo'ladi.
Agar o'simlik kasallangan yoki boshqa sabablar bilan yahshi rivojlana olmaydigan bo'lsa, vir 
genlar faollanmaydi, T-DNK ham o'simlik hromosomasiga birikmaydi.
VirD
operoni bir qancha metabolitlarni sintezlaydi. Bu metabolitlardan biri – ikki 
komponentli endonukleaza fermenti. Bu ferment T-DNKni kesadi. Kesilgan T-DNKni
VirB
va 
VirE
oqsillari agrobakteriyadan o'simlikka o'tkazadi. T-DNKni bakteriyadan o'simlik hujayrasiga 
o'tishi uchun 30 minut vaqt talab etiladi. T-DNKning o'simlik genomiga qo'shilishi ko'p 
bosqichli jarayon hisoblanadi. Genomga T-DNKning bir necha nushalari joylashishi mumkin. 
Jarayon tugaganidan so'ng T-DNK o'simlik genomining bir qismiga aylanadi. T-DNK o'simlik 
hujayrasidagi RNK-polimeraza II fermenti yordamida transkriptsiyalanadi.
Agar yuqorida keltirilgan ma'lumotlarga e'tibor bergan bo'lsangiz, agrobakteriyaning o'zi 
o'simlik hujayrasiga kirmaydi. Bakteriya o'zining T-DNKsini o'simlik hujayrasiga kiritdi, 
hromosomaga joylashtirdi va o'simlikni opinlar sintez qiluvchi «fabrika»ga aylantirdi. Opinlar 
esa bakteriya uchun azot va uglerod manbaidir.