Kafedrasi “biotexnologiya” fanidan o‘quv-uslubiy majmua

Асосий адабиётлар:

1. 
   Мирхамидова Р., Вахабов А.Х., Давранов К., Турсунбоева Г.С. Микробиология ва биотехнология асослари. Тошкент: Ilm Ziyo. 2014. -225 б.
   
2. 
   Давронов Қ. Биотехнология:илмий, амалий ва услубий асослари. Тошкент. “Patent-press” 2008.
   
3. 
   Иноғомова М., Вахобов А.Н. Микробиология ва вирусология асослари. Ўқув қўлланма. Тошкент. Университет. 2010.
   

Қўшимча адабиётлар:

1. 
   Комилов Х.М., Рахимов М.М., Одилбекова Д.Ю. Биотехнология асослари. Тошкент: Extremum press. 2010.
   
2. 
   Клунова С.М., Егорова Т.А., Живухина Е.А. Биотехнология. Учебник. Академия. Москва 2010
   
3. 
   Коростелева Н.И., Громова Т.В., Жукова И.Г. Биотехнология. Учебное пособие. АГАУ. Барнаул. 2006
   

Ахборот манбалари:
1.http://www.ziyonet.uz/
2. http://www.google.co.uz/
3. http://www.google.ru/
4. http://www.biotehnolog.ru/
5. https://ru.wikipedia.org/


4 - mavzu: GEN INJENERLIGINING MODDIY ASOSLARI

Reja:

1. Gen injenerligining moddiy asoslari
2.Replikatsiya
3. Transkripsiya
4.Translyatsiya


Gen injenerligining moddiy asoslari
Gen injenerligining maqsadi laboratoriya usullari yordamida irsiy xususiyatlari o'zgartirilgan yangi organizmlarni yaratishdir.
Amcrikalik olimlar Uotson va Krik o'zlarining 1953-yilda yaratgan olamshumul yangiliklart, ya'ni DNKning ikkilamchi struk-turasini aniqlaganliklari va matritsa sintezini tushuntirib bergan-liklari bilan gen injenerligini alohida fan sifatida rivojlanishiga asos soldilar.
DNKning qo'sh spiral! replikatsiya davomida DNK iplari bo'ylab ikkiga ajraladi, polimerazalar deb atalgan maxsus ferment ona DNKning aniq nusxasini ko'chiradi. Natijada hujayra bo'linishi oldidan 2 ta bir xil DNK molekulalari hosil bo'ladi va ulardan biri hujayra bo'lingandan so'ng qiz hujayraga o'tadi. Qiz hujayrada ona hujayrada bo'igan barcha axborotlar bo'ladi va u ona hujayra bajargan barcha funksiyalarni bajaradi. Shunday qilib, tirik orga-nizm hujayralarida o'ziga xos reaksiya — matritsa sintezi ro'y beradi. Molekulalarningbiri — matritsa, ikkinchisi esa shu matritsa asosida tuziladi. DNK replikatsiyasi barcha turdagi RNK va i-RNK strukiurasiga mos ravishda oqsil molekulalarining sintez bo'lishi va to'planishi, ularning barchasi matritsa sintezining variantlari bo'lib, doimo bu jarayonlar nuklein kislotalar ishtirokida amalga oshadi.
Xuddi shu mexanizm asosida RNKning yig'ilishi amalga oshadi, faqatgina 2 ta spiral emas, balki bitta spiralli molekula (RNK) hosil bo'ladi. Bujarayon transkripsiyadeyiladi. Demak, hujayradagi axborol oqimi matritsa sintezining barcha reaksiyalarini amalga oshiradi, ya'ni DNK replikatsiyasi (irsiy axborotni qiz hujayralarga uzalish uchun kerak), transkripsiya (hujayra yadrosida i-RNKning sintezi) va translyatsiya (ribosomalar yordamida i-RNKda oqsil zanjirlarining yig'ilishi) jarayonlari amalga oshadi.
Organizmning irsiy xususiyatlarini o'zgartirishi o'rganilgandan keyin transgen o'simlik va hayvonlar yaratish va ularni klonlash imkoni tug'ilgan.
Eukariotlarning hujayralaridagi genlarningtuzilishini o'rganish klonlash va DNKni birlashtirish metodlariga asos solgan. Oiimlar lomonidan ovalbuminning 386 ta aminokislotadan tuzilgan mole-kulasining sintezida qatnashuvchi informasion-RNKsi ajratib olingan va ushbu RNKning 1872 ta nukleotididan 1158 tasigina oqsil-ning 386 ta aminokislotasini kodlashi, shu bilan birga 5'-uchdagi 64 ta nukleotid va 3'-uchdagi 650 ta nukleotid translyatsiyalan-masligini aniqlangan. i-RNKdan ovalbumin geniga mos keluvchi DNK nusxasini olib, uni plazmidaga joylashtirganlar va uni E. coli hujayrasida klonlashtirganlar. Fransiyalik oiimlar esa DNK nus-xasining restriktazalar yordamida parchalanmasUgini aniqlaganlar, chunki ushbu DNK restriktaza fermentlari taniydigan 6 ta nuk-lcotidli ketma-ketlikni o'zida tutmagan. 1977-yili fransiyalik oiimlar «ovalbuminning informasion-RNKsi bilan transkripsiyalanmay-digan DNK genomida i-RNKda uchramaydigan qismlar bor», deb faraz qilganlar. Genning uzlukli tuzilishi keyinchalik boshqa genlarda ham kuzatilgan.
Keyinchalik, Shambonva Kurilskining ko'rsatishlaricha, oval­bumin genining DNKsi i-RJSIK bilan qisnian birlashadi, ya'ni DNKning 7 ta uchastkasi RNK bilan gibridlanmasdan qoladi. Genning m-RNKda uchramaydigan ushbu uchastkalariga intron lar deb nom berilgan. Intronlar ovalbuminni kodlaydigan DNK ketma-ketligini 8 ta fragmentdan iboratbo'lgan ekzonlarga ajratib turadi.
Intronlar genning ma'lum bir qismida uchraydilar, ulaming hajmi katta bo'lib, 100 dan bir necha mingtagacha bo'lgan nuk-leotidlar juftligidan iboratdir. O'rtacha hisoblaganda intronlar ekzonlardan uzunroqdir.
Hozirgacha o'rganilgan sut emizuvchilar, qushlar va amfibiyalar genlarining tuzilishi yaxlit ko'rinishda emasligi aniqlangan, ya'ni ular ekzonlar va intronlardan tuzilganlar. Faqatgina giston va inter-feronlarning genlari bundan mustasnodir. Bulardan tashqari, yaxlit bo'lmagan genlar hasharotlarda va achitqilarda hamda DNK saqla-gan eukariot hujayralar yadrosida ko'payadigan viruslarda ham topiigan.

Gen injencrligida rekombinant DNKlarni konstruksiyalashda ishlatiladigan fermentlar quyidagi guruhlarga bo'linadilar:

DNK fragmentini olish uchun ishlatiladigan fermentlar(restriktazalar);

• 
  DNK matritsasida DNKni (polimerazalar) va RNKni (qay-tar transkriptazalar) sintczlovchi fermentlar;
  
• 
  DNK fragmentlarini birlashtiruvchi fermentlar (ligazalar);
  

— DNK fragmenti uchlari strukturasini o'zgartiruvchi fermentlar.
(restriksiyalovchi endonukleazalar) — DNKmolekulasida ma'lum bir nukleotidlar ketma-ketligi (restriksiya sayt-lari)ni tanib, ularga «hujum qiluvchi» fermentlardir.
Restriksiya va modjfikatsiya tizimlari bakteriyalarda keng tar-qalgan bo'lib, ular rezident DNKni begona nukleolidlarning kiri-shidan himoya qiladi. 1968-yil Mezelson va Yuanlar metillanmagan DNKni parchalovchi restriktazani ajratib olganlar. 1970-yil esa Smit va Vilkoks Haemophilus influenzae dan DNKning aniq bir ketma-ketligini parchalovchi birinchi restriktaza (Hind III)ni ajratib olganlar. Hozirgacha 3500 dan ko'proq restriktazalarni substrat spetsifikligi aniqlangan bo'lib, ulardan 238 tasi nukletid ketma-ketligining unikal strukturasini taniydilar (prototiplar).
DNKning bir xil uchastkasini taniydigan restriktazalar izo-shizomerlar gumhini tashkil qilib, bir-bhiaridan ba'zi bir xossalari bilan farq qiladilar. Jumladan, 2 zanjirli DNKni har xil parcha-laydilar. Hozirgacha aniqlangan restriktazalarning yarmidan ko'prog'i, 4, 6, 8 nukleotid ketma-ketlikni taniydilar.
Bakteriyalarning barcha restriksion endonukieazalari o'ziga xos, qisqa DNK ketma-ketligini taniydi va ular bilan bog'lanadi. Bu jarayonda DNK molekulasi tanish saytida kesiladi. Bakteriya shtammi restriksion faollikka ega bo'lishi bilan birga DNKni metil-lash xususiyatiga ham ega bo'lishi mumkin.
Barcha restriktazalar DNKning qo'sh spiralida ma'lum bir ketma-ketlikni taniydi, lekin 1-sinf restriktazalari DNKmolckula-sining ixtiyoriy nuqtasini kesadi, 2- va 3-sinf restriktazalari esa tanish saytining ichidagi qat'iy bir nuqtalarni parchalaydi.
1- va 3-sinfdagi fermentlar murakkab subbirUkdagi tuzilishga ega bo'lib, 2-sinfdagi, ya'ni metillovchi va ATFga bog'liq endonuk-leazali faollikka cgadir.
2-sinf fermentlari 2 ta alohida oqsillardan: restriksiyalovchi endonukleaza va modifikatsiyalovchi metilazalardan tashkil topgan. Shuning uchun gen injeneriyasida asosan 2-sinf fermentlari ishla-tiladi. Bular uchun kofaktor sifatida magniy ionlari zarurdir.
Qaytar transkriptaza m-RNKni DNKning komplementar zanjiriga transkripsiyalash uchun ishlatiladi. Genomi bir zanjirli RNK molekulalaridan iborat bo'lgan retroviruslar o'rganilganda, retrovirusning hujayraning ichida sodir bo'ladigan rivojlanish jarayonida xo'jayin hujayra xromosomasiga ikki zanjirli DNK ko'rinishida o'z genomining integratsiya bosqichini bosib o'tishi aniqlangan. 1964-yil Temin RNK-matritsada komplementar DNKni sintezlovchi ferment borligini aniqlagan. Ushbu RNKga bog'liq DNK-polimeraza qaytar transkriptaza yoki revertaza debnomlangan.
Qaytar transkriptaza reaksiyasi RNK faollikka ega bo'lgan kuchli ingibitorlardan foydalangan holda maxsus sharoitlarda olib boriladi. Bunda RNK molekulalarining to'liq hajmli DNK-nus-xalari olinadi. Praymer sifatida poli (A)-tutuvchi m-RNK ning qaytar transkripsiyasida oligo (aT), З'-poli (A) uchiga ega bo'l-magan RNK molekulalari uchun esa kimyoviy sintczlangan oligo-nukleotidlar ishlatiladi. m-RNKda DN Kning komplementar zanjiri sintezlangandan va RNK buzilgandan keyingina DNKning ikki zanjiri sintezlanadi.
Matritsa sifatida k-DN Kning birinchi zanjiri bo'lishi mumkin. Bu reaksiya revertaza singari E. Coli ning DNK-polimerazasi yor-damida katalizlanishi mumkin. Sintez tugagandan so'ng k-DNK-ning 1- va 2-zanjirlari shpilka tuguni bilan kovalent bog'langan holda qoladi. Bu tugun endonukleaza Si bilan parchalanadi. Hosil bo'lgan ikki zanjirli DNKni klonlanayotgan vektorlarga kiritish, DNKning gibrid molekulalari tarkibida ko'paytirish va keyingi tadqiqotlarda ishlatish mumkinbo'ladi. 49-rasmda 2 zanjirU DNK-nusxasining sintez bo'lishi ko'rsatilgan. RNK
t*m~ V