Gen injeneriyasida quyidagi usullardan foydalaniladi: 1. Genlarni ajratib olish yoki yangi genni sun`iy sintezlash.
2. Duragay DNК olish.
3. Yangi DNК ni ko`paytirish va boshqa organizmga o`tkazish.
1. Genlarni ajratib olish.Organizmga yangi genni yoki bir gruppa genlarni kiritish (transgenoz), ular shu organizmda ishlashi, ya`ni oqsilni sintez qilishi uchun "toza gen"larni alohida ajratib olish zarur.
Toza genlarni ajratib olishni bir necha usullari ma`lum: a) Kimyoviy sintez usuli.
b) M-RNК asosida DNК ni sintezlash.
v) DNК moddasini fermentlar yordamida kesish (restriktaza) va tikish (ligaza).
2) Duragay DNК olish uchun plazmida va begona - ikkinchi yana bir organizm DNК moddasi olinadi. Ular avval "Restriktaza" fermenti yordamida kesib bir necha bo`laklarga bo`linadi. Кeyin ular aralashtirilib ligaza fermenti ta`sir qilinadi. Ligaza ta`sirida bu ikkita DNК aralashmasi qayta birlashadi va yangi rekombinat DNК hosil bo`ladi. Yangi rekombinat DNК ni ishga tushirish uchun uni yana boshqa bakteriya tarkibiga kiritiladi.
3) Plazmida tarkibidagi yangi DNК ni bakteriyaga oson o`tkazish mumkin. Yangi genlarni ishga tushirishni bakteriyalarda oson amalga oshirish mumkin. Chunki bakteriya tez ko`payadi. Masalan: ichak tayokchasi bakteriyasi (E.Кoli) 20 minutda 2 hujayraga ajralib, 2 sutkada 129 generasiya beradi.
Кaliforniya medisina maktabi laboratoriyasida 1977 yil Boyer odam organizmida ishlab chiqiladigan garmon-somatotropin va insulin genni bakteriyalar yordamida sintezlashga erishdi. Avval bunday gen ximiyaviy usulda sintezlandi. Кeyin bu gen ichak tayoqchasi bakteriyalaridan olingan - plazmidaga o`tkazildi va yana bakteriyaga qaytarildi. Sintezlangan gen mikrob hujayrasida ishlay boshladi va odam oqsili garmonlarni sintezlay boshladi.
Olingan "samototropin" o`sishi sekinlashgan yosh bolalarni davolashda insulin esa qand kasalligini davolashda ishlatila boshlandi.
4) Hozirgi vaqtda gen injeneriyasi usullari yordamida insoniyat tirik organizmlar irsiyatning o`zgartirish imkoniyatiga ega bo`lmoqda. Genlarni bir organizmdan ikkinchiga o`tkazish, shu yo`l bilan esa yangi shakllar yaratish, inson salomatligi uchun zarur dori-darmonlarni sanoat asosida ko`plab ishlab chiqarish usullariga ega bo`ldik. Gen injeneriyasi erishgan yutuqlar yordamida genlarni bakteriya hujayrasiga o`tkazib, fermentlar, garmonlar, dori-darmonlar va boshqa mahsulotlarni ishlab chiqarish yo`lga qo`yildi.
Irsiy axborotni sun`iy yo`l bilan ma`lum maqsadga muvofiq o`zgartirilishi –genetik injeneriya deyiladi. Genetik injeneriya hujayra, xromasoma, gen darajasida amalga oshiriladi.Hujayra darajasidagi genetik injeneriya ikki hujayrani o`zaro qo`shish bilan olib boriladi. Xromosoma darajasidagi genetik injeneriya hujayra yadrosiga qo`shimcha xromasomalar kiritish orqali amalga oshiriladi.Gen darajasidagi genetik injeneriya yoki gen injeneriyasi eng murakkab bo`lib, quyidagi bosqichlardan iborat:
Ahamiyatga ega bo`lgan gen funksiyasi orqali qidirib topiladi, ajratib olinadi (klonlanadi) va tuzilishi o`rganiladi.
Ajratib olingan gen xromosoma DNK si bilan rekombinatsiyalanuvchi biror fag genomi, transpazon yoki plasmid bilan biriktirilibvektor konstruksiya yaratiladi.
Vektor konstruksiya hujayraga kiritiladi va transgen hujayra olinadi.
Transgen hujayradan sun`iy sharoitda yetuk o`simlik o`stiriladi.
G en va hujayra injenerligi usuli bilan irsiyatni o`zgartirish biotexnolgiyasi. Sun`iy sharoitda rekombinant DNK olish va genlarni klonlash.
Ilk bor 1972-yilda AQSH olimlari Boyer va Koenlar tomonidan amalga oshirilgan. Bu olimlar E.coli bakteriyasining xromosoma DNK sini va shu bakteriya plazmidasini alohida idishlarda EcoR1 restriktaza fermenti bilan ishlov berganlar. Plazmida tarkibida faqat 1 dona EcoR1 restriktaza fermenti tanib kesadigan maxsus nukleotidla izchiligi bo`lganligi sababli ferment plazmidaning halqasimon DNK qo`sh zanjirini faqat bir joydan kesib, plazmidani “yopishqoq” uchli ochiq holatga o`tkazadi. Xromosoma DNK molekulasida EcoR1 restriktaza fermenti taniy oladigan maxsus nukleotidlar izchilligi qancha bo`lsa, bu molekula shuncha bo`lakka bo`linadi. DNK bo`laklarini elektrofarez moslamasida, kuchli elektr maydonida katta-kichikligiga qarab ajratiladi va hosil bo`lgan bo`laklar maxsus bo`yoq bilan bo`yaladi. Natijada bir xil kattalikdagi DNK bo`laklari to`plamini oddiy ko`z bilan ko`rish mumkin. Elektrofarez gelidan xohlagan kattalikdagi DNK bo`lagini suvda eritib, ajratib olish mumkin. Ajratib olingan, “yopishqoq” uchli xromasoma DNK si bo`lagi ochiq holatdagi “yopishqoq” uchli plasmid DNK si bilan aralashtirilib ligaza fermenti yordamida tikiladi. Natijada plasmid tarkibiga xromosoma DNK bo`lagi kiritiladi. Shu usulda rekombinant plazmid hosil qilindi. Bu genetik konstruksiya plazmidsiz, ya`ni antibiotik ta`siriga chidamsiz bakteriya kiritildi. Rekombinant plazmidli bakteriyalar antibiotikka chidamlilik geni bo`lganligi sababli, plazmidsiz bakteriyadan farq qilib, antibiotik ta`sirida o`lmaydi. Shu sababli tajriba o`tkazilayotgan probirkaga antibiotic qo`shib rekombinant bakteriya kloni ajratib olinadi va ko`paytiriladi. 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 avtonom rekombinatsiyalanuvchi plazmid bo`lsa, yot DNK bo`lagini yana o`nlab barobar ko`paytirish mumkin. Yot DNK bo`lagini bu usulda ko`paytirish –genlarni klonlash deb ataladi.
Gen injeneriyasi usuli bilan har qanday genni xohlagancha ko`paytirish va bu genlar ishtirokida hujayrada har qanday oqsil moddasini sintez qilish mumkin. Xususan, qans kasalligini davolashda oshqozon osti bezining garmoni insulin gen injeneriyasi usuli bilan sintez qilinmoqda va tibbiyotda ishlatilmoqda.
