Hujayra va gen ingenerligi

Oqsil gidrolizatlaridan aminokislotalar ajratib olish
Odatda mikroorganizmlar aminokislotalarning hammasini ma`lum miqdorlarda sintezlash qobiliyatiga ega bo`ladi va bu aminokislotalardan hayotiy jarayonlardagi o`zlarining ehtiyojlari uchun zarur bo`lgan maxsus oqsillarni sintezlaydi. Demak har bir aminokislotani biosintezlanish tezligi gen darajasida shu aminokislotani sintezi uchun mas`ul bo`lgan ferment (repressiya) orqali, shuningdek bu fermentlarning o`zlari darajasida, ya`ni hosil bo`lgan aminokislotalarning miqdori oshib ketsa uning faolligini o`zgarishi (retroingibirlanish) orqali nazorat qilinadi.
Mikroorganizmlar tomonidan amalga oshiriladigan aminokislotalar biosintezining shu tamoyilda nazorat qilinishi bu aminokislotalarning oshiqcha miqdorda hosil bo`lishiga yo`l qo`ymaydi. Demak aminokislotalarni hujayradan ajratib olish darajasidagi miqdorda sintezlanishini ta`minlash uchun tizimni izdan chiqarib aminokislotani mikrob hujayrasida ko`p miqdorda yig`ilishiga erishish lozim bo`ladi. Bu xil mikroblar tabiiy manbalardan ajratib olinadi. Masalan, yovvoyi tip shtammlari orasida glutamin kislota, prolin yoki valinni to`playdigan xillari uchraydi. Lekin aminokislota produsentlarini seleksiyalashning asosiy yo`li-auksotrof va boshqaruvchi mutantlarni ajratib olishdan iboratdir. Auksotrof mutantlarni bakterial suspenziya aralashmasiga fizik (ultrabinafsha va rentgen nurlari) va kimyoviy (etilenimin, dietilsulfat, nitroetilmochevina) omillarni ta`siridan so`ng selektiv muhitda tanlab ajratib olinadi. Bunday mutantlarda fermentni determinatsiyalovchi defekt gen paydo bo`ladi-ki, usiz muayyan aminokislotani biosintezi amalga oshmaydi. Aminokislotalarning produsentlari-auksotrof mutantlar sifatida faqat dastlabki mahsulotning bir xilidan eng kamida ikkita aminokislotani tarmoqli ravishda biosintezini amalga oshiruvchi mikroorganizmlardan foydalanish mumkin bo`ladi. Aminokislotalarning biosintezini umumiy sintetik jarayonning birinchi fermenti faoliyati darajasida so`nggi mahsulotning hosil bo`lishi orqali retroingibirlash yo`li bilan nazorat qilinadi. Bu xil auksotrof mutantlarda muhitda bir xil aminokislotalarning ko`p miqdorda bo`lib, ikkinchi aminokislotaning kamligi ferment faolligini to`sib qo`ymaydi. Mutagen ta`sir natijasida biosintezi to`sib qo`yilgan aminokislota muhitga chegaralangan miqdorda qo`shilishi mumkin. Boshqaruvchi mutantlarni tanlashda ular orasidan ajratib olinadigan aminokislota analogiga nisbatan barqaror bo`lgan xilini tanlab olinadi. Shu maqsadda tanlab olinadigan shtamm (ko`pincha auksotrof) tarkibida karbon manbayi, anorganik tuzlar va maqsadli aminokislotaning analogi bo`lgan muhitga ekiladi (kiritiladi). Aminokislotani analogi tabiiy aminokislotani antogonisti bo`lib, mikrobli muhitda shu aminokislotani oshiqcha miqdorini imitatsiyalaydi va hujayralarning boshqariluv tizimiga ta`sir etadi; natijada u analog oqsilning hosil bo`lishida ishtirok eta olmaydi va demak mikrobning keyingi o`sishi to`xtaydi. Bu uslub mutantlardan maqsadli aminokislotani hosil qilishni boshqaruvchi tizimni izdan chiqaradi, ulardan ba`zilari esa bu aminokislotaning sintezini jadallashtirish va hujayradan ajratish qobiliyatiga ega bo`lib qoladi. So`nggi paytda aminokislotalar produsentlarini seleksiyasida gen muhandisligidan foydalanish yo`lga qo`yilmoqda va bunda plazmidalarda klonlash ishini amalga oshirish yo`li bilan aminokislotalar biosintezi genini dozasi oshirilmoqda. Hujayraning gibrid plazmidalarini transformatsiyalab genlarning dozasini oshirishga va demak, tegishli aminokislotani biosintezi uchun mas`ul bo`lgan ferment miqdorini oshirishga erishiladi.