7. Bakteriya hujayralari, jumladan E.coli molekulyar vektorlari Plazmida vektorlari.Bakteriyalarning genetik tizimi tarkibi yadro tarkibida joylashgan va yadrodan tashqarida joylashgan genetik elementlardan tashkil topgan. Bakteriya xromosomalari bitta qo’sh zanjirli halqasimon strukturaga ega DNK molekulasidan iborat hisoblanadi. Bakteriyalarda yadrodan tashqarida, ya`ni xromosomalardan tashqarida joylashgan genetik elementlar–DNK molekulalari plazmidalar, transpozonlar va insertsion ketma–ketliklar shakllarida qayd qilinadi. Bu irsiy elementlar ham bakteriyalar hujayralarida fermentlar sintezida, metabolik jarayonlarda ishtirok etuvchi moddalar kodlanishida qatnashishi aniqlangan. Bakteriya plazmidalari o’lchamlari 106 D dan 108 D gacha bo’lgan, tarkibi 40-50 ta gendan tashkil topgan DNK qo’sh zanjiridan iborat.
Plazmidalar bakteriya hujayralarida regulyator va kodlovchi funksiyalarni bajaradi. Plazmidalarning regulyator funksiyasi ularning metabolik defektlarni bartaraf qilishga qaratilgan funksiyasini o’z ichiga oladi. Plazmidalar vositasida bakteriyalarda ekzotoksinlar va bakteriotsin fermentlar sintezlanishi, turli xil dori vositalariga nisbatan chidamlilik xususiyati kabilar ta`minlanadi. Ayrim bakteriyalar tarkibida plazmidalar bakteriya bo’linishi jarayonini faollashtirishi aniqlangan. Bu ko’rinishdagi plazmidalar F-plazmidalar yoki F-omillar deb ataladi (fertility – serpushtlik).
Integratsiyalangan shakldagi F-plazmidalar Hfr-plazmidalar yoki Hfr-omillar deb atalib (high frequency of recombinations – yuqori chastotadagi rekombinatsiya) genetik axborotlarning boshqa hujayralarga uzatilishida ishtirok etishi qayd qilingan. Bakteriyalarda dori moddalariga nisbatan chidamlilikni determinatsiyalovchi plazmidalar R-plazmidalar yoki R-omillar deb ataladi (resistance–barqarorlik). R-plazmidalar tarkibida antibakterial preparatlarni parchalovchi fermentlar sintezini ta`minlovchi genlar joylashgan. R-plazmidalar ko’pchiligi bakteriyalarning transmissiv holatda antibiotiklarga barqarorligi xususiyatlarini ta`minlab berishi aniqlangan. Ayrim plazmidalarning funksiyasi bevosita bakteriyalarning patogenlik xususiyatini belgilab beradi.
Masalan, Ent-plazmidasi bakteriya hujayrasida enterotoksin sintezlanishini belgilab beradi. Shuningdek, sibir yarasi, ichak iersiniozi, iqsod kanalari orqali yuquvchi borrelioz kasalligida bakteriyalarning patogen ta`siri bevosita ularning tarkibidagi plazmidalar funksiyasi bilan bog`liq hisoblanishi qayd qilingan.
Umumiy holatda tavsiflaganda, plazmidalar–bu xromosomadan tashqari avtonom holatda replikatsiyalanuvchi ikki zanjirli halqali DNK molekulalaridan tashkil topgan. Plazmidalar deyarli barcha bakteriyalar hujayralari tarkibida mavjud hisoblanadi. Ushbu ko’rinishdagi plazmidalardan birining tarkibida bitta hujayradan boshqasiga o’tishini ta`minlovchi axborotlar mavjud hisoblanadi (F-plazmidalar), boshqa birining tarkibida esa antibiotiklarga chidamlilik xususiyatini namoyon qiluvchi genlar mavjud hisoblanadi (R-plazmidalar), shuningdek plazmida tarkibida noodatiy hisoblangan metabolitlarning yo’q qilinishiga javobgar bo’lgan (degradatsiyalovchi plazmidalar) genlar mavjud hisoblanadi. Shuningdek, ayrim plazmidalar tarkibida turli xil boshqa funksiyalarni bajaruvchi genlar ham aniqlangan. Plazmidalarning o’lchamlari 1-500 ta nukleotid ketma–ketligi uzunligiga teng hisoblanadi. Ularning har birining tarkibida replikatsiya jarayoni boshlanuvchi sayt (ori) joylashgan bo’lib, ushbu sayt vositasida plazmidaning xo’jayin–hujayra tarkibidagi replikatsiyasi amalga oshishi aniqlangan. Ayrim plazmidalar hujayra tarkibida 10-100 tagacha nusxada ko’payishi aniqlangan, bu tipdagi plazmidalar yuqori darajada nusxalanuvchi plazmidalar deb ataladi. Quyi darajada nusxalanuvchi plazmidalar hujayra tarkibida 1-4 ta sonda transkriptsiyalanadi. Plazmida DNK sining umumiy miqdori hujayra tarkibida umumiy DNK miqdoriga nisbatan o’rtacha 0,1-5,0%ni tashkil qiladi. Ayrim bakteriya hujayralari tarkibida bir vaqtning o’zida 8-10 ta turli xil tipdagi plazmidalar mavjudligi qayd qilinadi. Bunda ularning bajaruvchi funksiyalari o’zaro farqlanishi taxmin qilinadi. Ayrim plazmidalar tarkibida replikatsiya boshlanuvchi spesifik saytga egaligi bilan tavsiflanib, faqat bitta turdagi hujayralar tarkibidagina replikatsiyalana olishi aniqlangan. Boshqa bir turdagi plazmidalar tarkibida esa ushbu sayt universal xususiyatga ega bo’lib, ko’plab turdagi bakteriya hujayralarida replikatsiyalanish xususiyatini namoyon qilishi aniqlangan.
Plazmidalar avtonom tarzda replikatsiyalanuvchi genetik elementlar sifatida klonlanuvchi DNK uzatilishi jarayonida, ya`ni rekombinant DNK olish texnologiyasida vektor sifatida foydalanish imkoniyatlari yuqori hisoblanadi. Biroq, tabiiy sharoitlarda ko’pincha holatlarda plazmidalardan «yuqori darajadagi sifatli» vektor sifatida foydalanish imkoniyatlari cheklanganligi ta`kidlangan. Bunda plazmidalardan vektor sifatida foydalanishda quyidagi xususiyatlariga katta e`tibor qaratiladi:
Plazmidaning o’lchamlari uncha yirik bo’lmasligi, masalan E.coli bakteriyasi hujayrasida ekzogen DNK zanjirining kiritilishi plazmidaning o’lchamlari 15 ta nutkleotid ketma – ketligi uzunligidan ortgan holatlarda samaradorligi pasayishi qayd qilingan.
Plazmida tarkibida restriktsiya saytining xususiyatlari.
Plazmida tarkibida retsepient hujayralarni tanishda bitta va undan ortiq sondagi genetik markerlarning mavjudligi.
Shu sababli genetik injeneriya sohasida rekombinant DNK yaratish texnologiyasida qo’llash maqsadlarida plazmidalarni modifikatsion o’zgartirish ishlari amalga oshiriladi.
