Guliston davlat universiteti tabiiy fanlar fakulteti biologiya kafedrasi

4-MODUL
Mavzu:Gen muhandisligi
Reja

1. 
   Gen injenerligi to’g’risida tushuncha
   
2. 
   Gen injenerligining rivojlanish bosqichlari.
   
3. 
   Gen, genom, transkriptsiya va translyatsiya to’g’risida tushuncha
   
4. 
   Gen tuzilishi va ekspressiyasining boshqarilishi.
   

Tayanch iboralar va tushunchalar: Gen, genom, transkriptsiya, translyatsiya, gen injenerligi, hujayra injenerligi, tsistron, mukon, rekon, ekspressiya, fermenter, vaktsina,interferon, insulin, interleykin,kariotip,”yopishqoq”uchli, leykomiya,kon’yuktivit, ximer-gen, avtoreproduktsiya, rekombinant.
Hujayra injenerligining ijobiy tomonlari bilan birga, uning ayrim muammolari ham yo’q emas. Shular jumlasiga o’simlik va hayvon hujayralarini sun’iy muhitda o’stirish uchun talab etiladigan oziqa muhitining juda ham qimmatligi va sun’iy muhitda hujayralar o’sish sur’atining unchalik faol emasligi, mahsulotning ham, mikroblarga nisbatan sekin ishlab chiqarishligini ko’rsatish mumkin.
Yuqoridagi muammolarni hal etish maqsadida olimlar tomonidan mikrob, bakteriya kabi tirik organizmlarning o’ziga xos bo’lmagan oqsillarni sintez qila olish yo’llarini qidira boshladilar. Bu borada olib borilgan izlanishlar natijasida bakteriyalardan inson organizmi uchun zarur bo’lgan insulin, interferon, o’sish gormaonlari (interleykin), har xil kasalliklarga qarshi vaktsinalar, sh.j OIDT (SPID) ga qarshi vaktsinalar sintez qilinmoqda.
Oddiy sharoitda, an’anaviy usul bilan mingta kasal odamlarning insulinga bo’lgan ehtiyojini ta’minlash uchun 30-40 ming hayvondan 4 tn oshqozon osti bezi shirasini yig’ish talab etiladi. Bakteriyalar yordamida esa uncha katta bo’lmagan, sig’imi 20 m³ lik fermenterda bir fermentatsiya davomida shuncha miqdordagi insulinni ishlab chiqarish mumkin ekan.
Interferon- organizmning har xil kasalliklarga bardoshliligini oshiruvchi himoya oqsili hisoblanadi. Uning tarkibida 146-148 ta aminokislotadan iborat bshlgan uchxil – α, β va γ tipidan iborat. α- interferon leykotsitlar sintez qiluvchi toza, tabiiy interferon hisoblanadi, β- va γ-interferonlar esa modifikatsiyalashtirilgan, ya’ni toza interferonga fermentlar ta’sir ettirish natijasida qand qoldiqlari birikmasi kiritilgan. Bakteriya hujayralari bunday moddalarni sintez qila olmaydi, shuning uchun odam geni ko’chirib o’tkazilgan bakteriya shtammlari β- va γ-interferon oqsili molekulasini sintez qilish xususiyatiga ega. Shunday usullar yordamida hozirgi vaqtda 20 % gacha interferonga bo’lgan talab qondirilmoqda.
1982 yildan buyon α- interferon oqsilini ham sanoat asosida ishlab chiqarish yo’lga qo’yildi (AQSh ning “Eli-Lilli” firmasi), hozirgi kunda dunyoning ko’p mamlakatlari, sh.j. Rossiyada ham bu mahsulot sanoat asosida ishlab chiqarilmoqda. Bu oqsil tipi leykomiya, teri raki, kon’yuktivit kabi kasalliklarni davolashda qo’llanilmoqda.
Biotexnologiya fani, shu jumladan mazkur fanning istiqbolli yo’nalishlaridan hisoblangan gen injenerligi biologiya fanlari ichida eng yosh sohalardan hisoblanadi.
Genetik injeneriya sohasida olib borilgan dastlabki tadqiqotlar xromosomalar sonini kariotipda sun’iy ravishda ma’lum miqdorda oshirish yoki kamaytirish bilan bog’liq. Bunga misol qilib N.P.Dubininning (1934y) meva pashshasi ustida o’tkazilgan tajribalarini ko’rsatish mumkin. Bu tajribalarda rentgen nurlaridan foydalangan holda drozofil pashshasi populyatsiyasida xromosomalar to’plami bo’yicha farqlanadigan yangi formalarini hosil qilish mumkinligi isbotlandi.
Hozirgi zamon biotexnologiya fanining boshlanishini ko’pchilik olimlar 1940 yil, ya’ni antibiotiklar, steroidli gormonlar va mikroblar yordamida boshqa xil dorivor moddalarning ishlab chiqarilishidan deb qaraladi.
1956 yili E.Sirs tomonidan rentgen nurlari ta’sirida egilops o’simligi xromosomasida barg zangi kasalligiga chidamlilikni ta’minlovchi gen joylashgan bo’lagini yumshoq bug’doy xromosomasiga ko’chirib o’tkazish, 1971 yilda V.A.Strunnikovning tut ipak qurti autosomasidan tuxum rangini ta’min etuvchi gen joylashgan bo’lagini jinsiy xromosomalarga ko’chirib o’tkazish mumkinligini ko’rsatib berish gen injenerligi sohasida erishilgan yutuqlardan hisoblanadi.
Gen injenerligi usullarini ishlab chiqish va ularni sanoatda qo’llash XX-asrning 70-yillar oxiri va 80-yillar boshiga to’g’ri keladi. Bunda genetik axborotni tashuvchi DNK molekulasini ajratib olish va shu DNK qo’shbog’ining oxirida chiqib turgan bir ipli “yopishqoq”uchiga ximiyaviy usulda sintezlangan ikki ipli DNK molekulasini payvandlashga erishildi. Hosil bo’lgan rekombinant gen plazmidasini ichakning tayoqchasimon bakteriyasi hujayralariga kiritildi. Natijada shu bakteriyalar “ximer”li bakteriyalar sintez qila boshladi, ya’ni asosiy qismi tayoqchasimon bakteriyalarga monand bo’lsada, oxiri (dumi)da sintetik gen belgilari bo’lgan. Birinchi marta gen injenerligi usulida yaratilgan gen – ximer gen deyilib, afsonaviy sher (arslon) boshli va ilon dumli echki degan ma’noni anglatadi.
Keyinchalik gen injenerligi usullari tez rivojlana boshladi. Tez orada ichak tayoqchalari bakteriyalari gen injenerligi yordamida odamning insulin gormonini sintez qila boshladi va sanoat asosida ishlab chiqarilgan birinchi gen injenerligi mahsuloti hisoblanadi. Ana shu usul bilan qon bosimini boshqaruvchi bradikinin va angiotenzin, og’riq qoldiruvchi enkefalin kabi gormonal preparatlar sintez qilina boshladi.
80-yillar gen injenerligi rivojlanishida katta burilish bo’ldi. Shu yillarda sanoat asosida nafaqat peptid bog’li odam gormonlari, balki haqiqiy oqsillar sintez qilina boshlandi. Dunyo bozorlarida yoki klinika amaliyotida interferon, o’sish gormonlari, interleykin, urokinaza, har xil kasalliklarga qarshi vaktsinalar qo’llanila boshladi.
Hozirgi kunda o’simlik va hayvonlar genini ko’chirib o’tkazish natijasida transgen o’simlik va hayvonlar yaratilmoqda..