Kurs ishining maqsadi : genomni tahrirlashning asosiy usullarini o'rganishdir. Ushbu maqsad bilan bog'liq holda biz quyidagi vazifalarni

1.2.
 
Genlarni tahrirlash haqida umumiy malumot 
Genlarni tahrirlash, tirik organizmning DNK ketma-ketligida juda aniq 
o'zgarishlar qilish, uning genetik tuzilishini moslashtirish qobiliyati. Genni 
tahrirlash fermentlar, xususan, ma'lum bir DNK ketma-ketligini nishonga olish 
uchun ishlab chiqilgan nukleazlar yordamida amalga oshiriladi, bu erda ular DNK 
zanjirlariga kesiklar kiritadi, bu esa mavjud DNKni olib tashlash va uning o'rnini 
bosuvchi DNKni kiritish imkonini beradi. Genni tahrirlash texnologiyalari orasida 
CRISPR-Cas9 nomi bilan tanilgan molekulyar vosita asosiy hisoblanadi, bu kuchli 
texnologiya 2012-yilda amerikalik olim Jennifer Doudna, frantsuz olimi 
Emmanuel Sharpentier va uning hamkasblari tomonidan kashf etilgan va 
amerikalik olim Feng Chjan va uning hamkasblari tomonidan takomillashtirilgan. 
CRISPR-Cas9 aniqlik bilan ishladi va tadqiqotchilarga kerakli joylarga DNKni 
olib tashlash va kiritish imkonini berdi.
 
Genlarni tahrirlash vositalarining sezilarli sakrashi odamlarning genetik 
muhandisligi bilan bog'liq axloqiy va ijtimoiy ta'sirlar haqidagi uzoq davom etgan 
munozaralarga yangi dolzarblikni 
keltirib chiqardi. Genetik muhandislik 
inson kasalliklarini davolashda yoki 
go'zallik yoki aql kabi xususiyatlarni 
o'zgartirish uchun ishlatilishi kerakmi 
kabi ko'plab savollar o'nlab yillar 
davomida u yoki bu shaklda berilgan. Oson va samarali gen tahrirlash 
texnologiyalari, xususan CRISPR-Cas9 joriy etilishi bilan bu savollar endi nazariy 
bo'lib qoldi va ularga javoblar tibbiyot va jamiyatga juda real ta'sir ko'rsatdi.
Genetik xatolarni tuzatish uchun dastlabki urinishlar 
Kasalliklarni davolash yoki xususiyatlarni o'zgartirish uchun gen tahrirlashdan 
foydalanish g'oyasi kamida 1950-yillarga va DNKning ikki tomonlama spiral 
tuzilishining kashf qilinishiga to'g'ri keladi. 20-asrning o'rtalarida genetik 

---

9 
kashfiyotlar davrida tadqiqotchilar DNKdagi asoslar ketma-ketligi (asosan) ota-
onadan naslga sodiqlik bilan o'tishini va ketma-ketlikdagi kichik o'zgarishlar 
salomatlik va kasallik o'rtasidagi farqni anglatishi mumkinligini tushunishdi. 
Ikkinchisining tan olinishi genetik kasalliklarni keltirib chiqaradigan "molekulyar 
xatolar" ni aniqlash bilan bu xatolarni tuzatish vositalari paydo bo'ladi va shu bilan 
kasallikning oldini olish yoki qaytarish imkonini beradi degan muqarrar 
taxminlarga olib keldi. Bu tushuncha gen terapiyasining asosiy g'oyasi edi va 
1980-yillardan boshlab molekulyar genetikada muqaddas g'oya sifatida qaraldi. 
Ammo gen terapiyasi uchun gen tahrirlash texnologiyasini ishlab chiqish juda 
qiyin bo'ldi. Ko'pgina dastlabki yutuqlar DNKdagi genetik xatolarni tuzatishga 
emas, balki genomga kiritilgan yoki ekstraxromosoma birligi (genomdan tashqari) 
sifatida saqlanadigan mutatsiyaga uchragan genning funktsional nusxasini taqdim 
etish orqali ularning oqibatlarini minimallashtirishga qaratilgan edi. Ushbu 
yondashuv ba'zi sharoitlarda samarali bo'lsa-da, u murakkab va cheklangan edi. 
Genetik xatolarni chinakamiga tuzatish uchun tadqiqotchilar DNKda inson 
genomini tashkil etuvchi uch milliarddan ortiq tayanch juftligida aniq kerakli joyda 
ikki zanjirli uzilish hosil qilishlari kerak edi. Yaratilgandan so'ng, ikki qatorli 
tanaffus hujayra tomonidan "yomon" ketma-ketlikni "yaxshi" ketma-ketlik bilan 
almashtirishga yo'naltirilgan shablon yordamida samarali tarzda tuzatilishi mumkin 
edi. Biroq, genomning istalgan joyida va boshqa hech qanday joyda dastlabki 
tanaffusni amalga oshirish oson bo'lmadi.
Bundan tashqari Genni tahrirlash - bu olim tirik organizmning DNKsida kichik, 
boshqariladigan o'zgarishlarni amalga oshirishi. Ushbu jarayonni tasavvur 
qilishning eng oddiy usuli - ulkan qo'lyozmani tahrirlashni tasavvur qilish.

---

10 
Siz o'zgartirmoqchi bo'lgan jumlaga 
erishguningizcha yuzlab sahifalarni 
aylantirasiz va keyin diqqat bilan 
bitta so'zni almashtirasiz. Bu juda 
murakkab so'z hujjatida yoki bu 
holda genomda faqat kichik 
o'zgarishlarni yaratadi.
GMO, genetik jihatdan o'zgartirilgan organizm (yoki ilmiy dunyoda odatda genetik 
jihatdan o'zgartirilgan organizm) tirik organizmning DNKsini o'zgartirish 
natijasidir. Genlarni tahrirlash ko'p maqsadlarda qo'llaniladi, ulardan biri GMO 
yaratishdir.
Biroq, GMO ishlab chiqarish uchun juda ko'p turli xil, boshqa usullar mavjud. 
CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats qisqartmasi) 
biz genlarni tahrirlash bilan bog'liq holda tez-tez eshitadigan ismdir. CRISPR 
genlarni tahrirlashning oddiy usuli yoki vositasidir. 
Bugungi kunda genlarni tahrirlash nafaqat AQShda, balki butun dunyoda amalga 
oshirilmoqda. Qo'shma Shtatlarda hayvonlarning farovonligini yaxshilash, 
mahsuldorlikni oshirish yoki kirishni kamaytirish uchun genlarni tahrirlash 
o'simliklar va hayvonlarga nisbatan qo'llaniladi.
Hayvonlarda genlarni tahrirlash bo'yicha davom etayotgan ishlarning misoli 
cho'chqalarda. Cho'chqalar cho'chqa reproduktiv va nafas olish sindromi (PRRS) 
deb ataladigan infektsiyaga moyil. Agar cho'chqalar guruhida hatto bitta PRRS 
holati aniqlansa, har qanday potentsial tarqalishni oldini olish uchun butun 
populyatsiyani evtanizatsiya qilish kerak. Genlarni tahrirlash usullari ushbu 
kasallikka chidamli cho'chqalarni ishlab chiqarishga muvaffaq bo'ldi, natijada 
hayvonlar farovonligi sezilarli darajada yaxshilandi va katta chiqindilarning oldini 
oldi. 
Genni tahrirlash elementlari federal agentliklar tomonidan nazorat qilinadi. 
Qo'shma Shtatlarda odamlarda genlarni tahrirlash amalga oshirilmaydi. Odamlarda 

---

11 
genlarni tahrirlash axloqshunoslar va manfaatdor tomonlar tomonidan diqqat bilan 
va diqqat bilan muhokama qilingan ko'plab axloqiy tashvishlarni keltirib chiqaradi. 
Inson salomatligini yaxshilash uchun gen tahrirlashdan foydalanish imkoniyati 
mavjud, bu variant tadqiqotchilar va olimlar tomonidan o'rganilmoqda. 
Istalgan joylarda DNKni buzish 
CRISPR-Cas9 paydo bo'lishidan oldin, DNKda saytga xos ikki zanjirli uzilishlarni 
yaratish uchun ikkita yondashuv qo'llanilgan: biri sink barmoq nukleazalariga 
(ZFNs) asoslangan, ikkinchisi esa transkripsiya faollashtiruvchisiga o'xshash 
effektor nukleazalarga (TALENs) asoslangan. ZFNlar DNK-bog'lovchi 
domenlardan tashkil topgan termoyadroviy oqsillar bo'lib, ular ma'lum uch-to'rt 
asosli juft uzunlikdagi ketma-ketliklarni taniydilar va bog'laydilar. To'qqiz tayanch 
juftlik maqsadli ketma-ketlikka o'ziga xoslikni berish, masalan, tandemda 
birlashtirilgan uchta ZFN domenini talab qiladi. DNK-bog'lovchi domenlarning 
kerakli joylashuvi, shuningdek, Fok1 bakterial nukleazasining bir bo'linmasini 
kodlaydigan ketma-ketlikka birlashtirilgan. Muayyan joyda ikki ipli kesishni 
osonlashtirish uchun ikkita ZFN termoyadroviy oqsilining muhandisligi talab 
qilinadi - bittasi maqsadli joyning har ikki tomonida, qarama-qarshi DNK 
zanjirlarida bog'lanadi. Ikkala ZFN bog'langanda, Fok1 subbirliklari bir-biriga 
yaqin bo'lib, ikkala ipda maqsadli DNKni kesuvchi faol dimer hosil qilish uchun 
bir-biriga bog'lanadi. 
TALEN termoyadroviy oqsillari maqsadli joyni yonma-yon joylashgan maxsus 
DNK ketma-ketligiga bog'lash uchun mo'ljallangan. Ammo sink barmoq 
domenlarini ishlatish o'rniga, TALENlar o'simlik patogenlari guruhidagi 
oqsillardan olingan DNKni bog'lovchi domenlardan foydalanadilar. Texnik 
sabablarga ko'ra TALEN-larni ishlab chiqish ZFN-larga qaraganda osonroq, 
ayniqsa uzoqroq tanib olinadigan saytlar uchun. ZFN-larga o'xshab, TALENlar 
ishlab chiqilgan DNK-bog'lash hududiga birlashtirilgan Fok1 domenini kodlaydi, 
shuning uchun maqsadli joy har ikki tomondan bog'langandan so'ng, dimerlangan 
Fok1 yadrosi kerakli DNK joyida ikki zanjirli uzilishni keltirib chiqarishi mumkin. 

---

12 
ZFN va TALENlardan farqli o'laroq, CRISPR-Cas9 nukleaza faolligini boshqarish 
uchun oqsil-DNK bilan bog'lanish o'rniga RNK-DNK bog'lanishidan foydalanadi, 
bu dizaynni soddalashtiradi va maqsadli ketma-ketliklarning keng doirasiga 
qo'llash imkonini beradi. CRISPR-Cas9 bakteriyalarning adaptiv immun tizimidan 
olingan. CRISPR qisqartmasi ko'pchilik bakterial genomlarda uchraydigan klasterli 
muntazam intervalgacha qisqa palindromik takrorlanishlarni bildiradi. Qisqa 
palindromik takrorlanishlar orasida bakterial patogenlarning genomlaridan aniq 
olingan ketma-ketlik cho'zilgan. "Eski" ajratgichlar klasterning distal uchida, 
yaqinda uchraydigan patogenlarni ifodalovchi "yangi" ajratgichlar esa klasterning 
proksimal uchiga yaqin joyda joylashgan. 
CRISPR hududining transkripsiyasi kichik “yo‘lboshchi RNK”larning ishlab 
chiqarilishiga olib keladi, ular palindromik takrorlanishlardan ajratgichlardan 
olingan ketma-ketliklar bilan bog‘langan soch turmagi shakllanishini o‘z ichiga 
oladi, bu esa har birining o‘ziga mos nishonga biriktirilishiga imkon beradi. Keyin 
hosil bo'lgan RNK-DNK heterodupleksi Cas9 deb ataladigan nukleaza bilan 
bog'lanadi va uni maqsad-maxsus ketma-ketlik va yo'naltiruvchi RNKdagi 
palindromik takrorning tutashuviga yaqin joyda ikki zanjirli DNKning 
parchalanishini katalizlashga yo'naltiradi. RNK-DNK heteroduplekslari barqaror 
bo'lgani uchun va yagona maqsadli DNK ketma-ketligi bilan bog'langan RNK 
ketma-ketligini loyihalash faqat Uotson-Krik asoslarini juftlashtirish qoidalarini 
bilishni talab qiladi (adenin timin [yoki RNKdagi urasil] va sitozin bilan 
bog'lanadi). guanin), CRISPR-Cas9 tizimi ZFN yoki TALENlardan foydalanish 
uchun zarur bo'lgan termoyadroviy oqsil konstruktsiyalaridan afzalroq edi.

---

13