Hujayra va gen ingenerligi

5. Hujayralarni konstruksiyalash
Shuningdek, protoplastlar hujayra organellari uchun retsepient sifatida keng miqyosda foydalaniladi. 1973–yilda I.Potrikuss va F.Xoffman tomonidan petunya (gullari karnaysimon o‘simlik turi) o‘simlik turi hujayralaridan ajratib olingan yadro va tamaki protoplastlariga ko‘chirib o‘tkazilgan (transplantatsiya qilingan). Bunda savol tug‘iladi: ya’ni, yadro yoki boshqa hujayra organellarini prtoplastga qanday ko‘chirib o‘tkazish mumkin?
Sendvich usulidan foydalanish asosida transpantatsiya qilish jarayoni protoplastning kuchsiz darajada deplazmolizi sharoitida bajariladi. Ko‘chirib o‘tkazishdan oldin protoplast va yadro lizotsim bilan ishlov beriladi, ya’ni hujayra membranasi modifikatsiyalanadi. Keyin esa– yadro va protoplastlarning navbat bilan sentrifugalanishi amalga oshiriladi. Sentrifugalash natijasida probirkalarda bir necha ketma–ketlikdagi qavatlar hosil bo‘ladi. Sentrifugalash probirkalari lizotsimsiz sharoitda osmotik (mannit) eritmasi bilan to‘ldiriladi va 140 g aylanish qiymatida yarim soat davomida sentrifugalanadi, so‘ngra 2 soat davomida +4^oC haroratda qoldiriladi. Hosil bo‘lgan cho‘kma qaytadan suspenziya holatiga keltiriladi va mikroskop ostida kuzatiladi. Bunda yadroni sitoplazma tarkibida ko‘rish mumkin, shuningdek vokuolalarni ham ko‘rish mumkin. Ayrim holatlarda yadroning so‘rilishi sharoitida hayotchanik xususiyatiga ega bo‘lgan gibridlar hosil bo‘ladi, hujayra sikli davomida begona yadro va xo‘jayin yadrosi o‘rtasida integratsiyaning yo‘qolishi amalga oshadi.
Shuningdek, hujayra organellalarini liposomalar vositasida ham ko‘chirib o‘tkazish mumkin. Bir va ko‘p lamellali qismlarga ega bo‘lgan keng spektr sharoitida protoplastlari membranalari o‘zaro qo‘shiladi, bunda fosfatidilserin, xolisterol kabi moddalardan foydalanish mumkin. Bundan tashqari, organellalarni mikroin’eksiya usulida ham ko‘chirib o‘tkazish mumkin. Bu usul hujayralarga DNK, RNKni kiritishda keng foydalaniladi, yaqinda bu usulda o‘simlik hujayralariga organellalarning ko‘chirib o‘tkazilishi (transplantatsiyalanishi) muvafaqqiyatli ko‘rinishda amalga oshirilgan.
Yadrodan tashqari boshqa organellalar ham transplantatsiyalanadi, jumladan mitoxondriyalar va xloroplastlarni ko‘chirib o‘tkazish mumkin. Ushbu organellalarning tanlanishi ularning yarim avtonomlik xususiyatiga egaligi, ya’ni o‘zining xususiy DNKsiga egaligi va hujayradan alohida mustaqil holatda bo‘linishi bilan bog‘liq hisoblanadi.
Bundan tashqari, bu organellalar o‘simlik hujayralarida fotosintez va nafas olish kabi hayotiy jihatdan juda muhim hisoblangan fiziologik jarayonlarni nazorat qiladi. Masalan, xloroplastlarni ko‘chirib o‘tkazish jarayonidan xo‘jalik nuqtai nazaridan muhim hisoblangan xususiyatlarga ega bo‘lgan o‘simlik navlarini ishlab chiqish uchun foydalanish mumkin. Yuqori samarali hisoblangan xloroplastlarni ko‘chirib o‘tkazish fotosintez faolligini oshirishi mumkin va o‘z navbatida o‘simliklarning hosildorligi ortadi.
Eng muhim hisoblangan lahzalardan biri–bu hujayra organellalarini saqlab qolish bilan bog‘liq hisoblanadi, shu sababli ularni ko‘chirib o‘tkazish uchun so‘nggi vaqtlarda subprotoplastlardan–ya’ni, protoplastlardan olingan fragmentlardan foydalanilmoqda. Ular tarkibida katta qismda sitoplazmani saqlashi mumkin, biroq yadrosiz holatda (sitoplast) qayd qilinadi, shuningdek uncha ko‘p miqdorda bo‘lmagan sitoplazmaga ega bo‘lgan yadro (karioplast), uncha ko‘p bo‘lmagan miqdorda sitoplazmatik materialga (mikroprotoplastlar) ega bo‘lgan xromosomalar qismlari qayd qilinishi mumkin.
Hujayra darajasida amalga oshiriluvchi biologik konstruksiyalash hujayralar, hujayralar tizimlari va insoniyat ehtiyojlarini qondirishga yo‘naltirilgan bir butun holatdagi foydali xossa– xususiyatlarga ega bo‘lgan o‘simliklarni yaratish uchun istiqbolli ta’sirga ega bo‘lishi mumkin. Biologik konstruksiyalash tushunchasi orqali faqat alohida organellalarni kiritish (16–rasm) tushunilmaydi. Ushbu ko‘rinishda DNK fragmentlari ko‘rinishida va shuningdek alohida xromosomalar ko‘rinishida hujayraga begona genetik materialni kiritish ham mumkin. Bundan tashqari, ajratib olingan protoplastlarni mikroorganizmlar hujayralariga ham kiritish mumkin, ushbu ko‘rinishda su’niy assotsiatsiyalarni yaratish imkoniyati vujudga keladi.
Hujayrada suv almashinuvining boshqarilishi hujayra devori mavjudligi bilan bog‘liq hisoblanadi. Protoplast «yalang‘och» holatda bo‘lgan sharoitda suv almashinuvini ta’minlovchi komponentlaran biridan mahrum bo‘ladi, shu sababli ajratib olish va kultura sifatida o‘stirish muhitining osmotik xossasini ta’minlash muhim ahamiyatga ega hisoblanadi. Muhit biroz gipertonik xossaga ega bo‘lishi talab qilinadi, bunda protoplastlar yengil tarzda plazmolizga uchratilgan ko‘rinishda bo‘lishi qayd qilinadi. Bu sharoit hujayra devorining qayta tiklanishi (regeneratsiya) va moddalar almashinuvini tormozlaydi. Osmotik stabilizatorlar sifatida qandlar (glyukoza, mannit, sorbit, ksiloza), ion tavsifidagi osmotiklar (CaCl₂, KCl) 0,3–0,8 mol/litr konsentratsiyada foydalaniladi. Konsentratsiya har bir o‘simlik ob’ekti uchun yakka tartibda tanlab olinadi.
Bunda 15^o burchak ostida ushlab turilgan Petri chashkasida to‘qimani fermentlar bilan ishlov berish qulayroq hisoblanadi. Protoplastlarning fermentlar bilan aralashmasi sentrifuga probirkasiga o‘tkaziladi. Fermentativ aralashmadan protoplastlarni ajratib olish ikkita usulda amalga oshirilishi mumkin: sentrifugalash bilan filtrlash yoki flotatsiya usulida bajarilishi mumkin.