Hujayra injenerligining asosiy maqsadi, tadqiqot metodlari
Hujayra injeneriyasining asosiy maqsadi tana (somatik) hujayralarni
gibridizasiya qilish, ya’ni jinssiz hujayralarning qo‘shilishidan yangi organizmni
hosil qilishdir. Somatik hujayralarning to‘liq yoki retsipiyent hujayraga donor
hujayraning bir qismi, ya’ni sitoplazma, mitoxondriya, xloroplastlar, genomlar
yadrosini yoki uning bir bo‘lagini qo‘shish mumkin. Somatik gibridizasiya
filogenetik jihatdan alohida bo‘lgan organizmlarni chatishtirishda muhim
ahamiyatga ega.
Gibrid hujayralarni olish bosqichlari. Hujayralarning qo‘shilishi plazmatik
membranalarning o‘zaro mustahkam aloqada bo‘lishi bilan bog‘liq. Bunday
aloqada bo‘lishga tabiiy membrananing tashqi tomondagi manfiy zaryadga ega
bo‘lgan oqsil va genlar guruhlari to‘sqinlik qiladi. Membranani o‘zgaruvchan
elektr yoki magnit maydoni bilan depolyarizasiya qilinsa, membranadagi manfiy
zaryadlar neytrallanib, hujayralar qo‘shilishiga kationlar yordamida sharoit
yaratiladi. Amaliyotda kalsiy (Sa
2+
) va xloriromazin ionlari ko‘p qo‘llaniladi.
3
Roland W. Scholz Environmental Literacy in Science and Society: From Knowledge to Decisions.
New York,
USA, 2011; Cambridge University.р.
222
Polietilenglikol effektiv “qo‘shuvchi” agent sifatida qo‘llaniladi. Hayvonlarda
hujayralarning qo‘shilishida virus ishtirok etadi, ya’ni sitoplazmatik membranadagi
oqsilni gidrolizlaydi. Virusning bir qismidagi subbirliklar proteolitik faollikka ega.
O‘simlik, zamburug‘ va bakteriyalarning hujayralari qo‘shilishidan oldin hujayra
devoridan ajraladi, bu bilan protoplastlar hosil bo‘ladi (protoplast - tirik hujayra
tanasi). Hujayra qobig‘i fermentlar yordamida gidrolizlanadi: bakteriyalar
hujayrasiga lizotsimlar, o‘simlik uchun sellyuloza kompleksi, gemitsellyuloza va
piktinaz zamburug‘ produtsentlari ishlatiladi. Protoplastlarning ajratib olinishi
ancha murakkab jarayondir.
Kallus to‘qima. O‘simliklarning o‘suvchi (meristema) qismidagi hujayralar
ajratib olinib, o‘simlik hujayrasidan yangi o‘simlik yaratish uchun protoplast
holatiga olib kelinadi. Protoplast o‘simlikni birinchi marotaba 1971 yilda I.Tokebe
olgan.
O‘simlik hujayrasini protoplast holatiga olib kelish uchun hujayra qobig‘i
maxsus fermentlar yordamida eritiladi. Hujayra qobig‘ini eritish uchun 3 xil
fermentlar ishlatiladi: sellyulaza, gemitsellyulaza va pektinaza
5
. Ajratib olingan
hujayra maxsus joyda optimal sharoit yaratilgan holatda saqlanadi. Ularga
qo‘yilgan fermentlarning ta’siri yo‘qolishi bilan protoplastlarda qobiq hosil bo‘la
boshlaydi.
O‘simliklar hujayrasini ajratib olish uchun uning yosh o‘suvchi bargi olinib,
izolyatsiya qilinadi. Izolyatsiya qilingan barg sterilizasiya qilinib, parchalanadi.
Parchalangan barg hujayralari pektinaza fermenti bilan ishlanib, ularning qobig‘i
eritiladi va protoplast holatiga olib kelinadi. Protoplastlar ma’lum vaqt o‘tishi bilan
oziqaviy muhitda qobiq hosil qila boshlaydi. Undan keyingi bosqichda
hujayralarda bo‘linish boshlanadi, ya’ni differensiasiyalangan hujayradan
differensiasiyalanmagan vakuollashgan hujayralar hosil bo‘lib, ularning tartibsiz
ko‘payishi natijasida hujayra massasi hosil bo‘ladi, bunga kallus deb ataladi.
Kallus holatdagi hujayralar bir necha marotaba qayta ekilishi natijasida ulardan
ildiz va barg hosil bo‘la boshlaydi hamda yangi o‘simlik paydo bo‘ladi.
Klassik genetik usul bilan irsiyatni o‘zgartirishda ikki xil genotipli organizm
chatishtirilganda ularning barcha xo‘jalik uchun molik va molik bo‘lmagan genlari
o‘zaro rekombinatsiyalashadi. Natijada yaratilgan navga genetik tadqiqotchi
istagan gendan tashqari, navning xususiyatini buzuvchi boshqa ko‘p genlar ham
o‘tadi. Gen muhandisligi usullari orqali irsiyati o‘zgartirilgan o‘simliklarda esa
faqat inson manfaatlariga mos keladigan belgi xossalar mujassamlashgan bo‘ladi.
Muayyan bir genni hujayraga kiritish uchun tuproq bakteriyasi Agrobak-
terium hujayrasidagi plazmiddan foydalaniladi. Agrobakteriyaning ayrim turlari
(Agrobacterium tumefaciens) ikki urug‘pallali o‘simliklarni zararlab, ularda shish
keltirib chiqarishi mumkin. Agrobacterium tumefaciens– tuproq bakteriyasi shish
hosil qilish xususiyatiga ega. Bu xususiyati Ti-plazmid deb ataladigan plazmida
bilan bog‘liq. Ti-plazmida hujayraga genetik axborotni kiritish uchun zarur bo‘lgan
4
Roland W. Scholz Environmental Literacy in Science and Society: From Knowledge to Decisions.
New York,
USA, 2011; Cambridge University.р.
222
barcha xususiyatlarga ega tabiiy vektor bo‘lib hujayraga genetik axborotni kuritish
uchun zarur xususiyatlarga ega.
O‘simlik zararlanganidan so‘ng Ti-plazmidaning bir qismi o‘simlik
hujayralariga kiradi. Zararlangan o‘simlik tanasidagi hujayralar pala-partish
bo‘linishi natijasida shish hosil bo‘ladi. Bu shishni Ti (Ti-ay) plasmid genomining
T-DNK (shish hosil qiluvchi DNK) bo‘lagi chaqiradi Buning sababi T-DNK
o‘simlik hujayrasi genomiga birikishi va uning xususiyatini buzishidir.
T-DNKning
bu xususiyatidan
gen muhandisligida
keng
foydalaniladi.
Agrobakteriumning Ti-plazmidi birmuncha yirik bo‘lganligi uchun undan gen
injeneriyasi maqsadlarida foydalanish qiyin. Shu sababli, o‘simlik irsiyatini gen
muhandisligi usuli bilan o‘zgartirish uchun plazmidning T-DNK qismi maxsus
restriktaza bilan kesib olinadi va pBR 322 (pi-bi-ar 322) plazmidasiga ko‘chirib
o‘tkaziladi. Yaratilgan sun’iy plazmid Ti-plazmidaga nisbatan birmuncha kichik
bo‘lib, ulardan foydalanish ancha osonroq va unumliroqdir.
Bunday
molekulalar
vektor
konstruksiya
deb
ataladi.
Vektor
konstruksiyaning T-DNK qismini kesib, unga o‘simlik geni kiritiladi. Natijada T-
DNK shish chaqirish qobiliyatini yo‘qotadi, chunki yot gen T-DNKni ikki
bo‘lakka bo‘lib yuborgan. Tarkibida T-DNK va yot genga ega vektor konstruksiya
Ti-plazmidi genomidan T-DNK qismi olib tashlangan, o‘simlik uchun zararsiz
maxsus agrobakterium shtammlariga kiritiladi. Bu bakteriyalar bilan o‘simlik
hujayrasi zararlantirilganda, agrobakterium yot genni o‘zining maxsus
transformatsiya apparatidan foydalanib, o‘simlik genomiga o‘tkazadi. So‘nggi
yillarda vector molekula tarkibiga kiritilgan yot genlarni o‘ta kuchli elektr maydoni
ta’sirida yoki maxsus gen otuvchi zambarak vositasida o‘simlik yoki hayvon
hujayrasiga kiritish usullari ishlab chiqilgan.
Genetik transformatsiya qilingan o‘simlik hujayrasidan transgen o‘simlik
olinadi. Transformatsiya qilingan o‘simlik hujayrasi bo‘linishi natijasida hujayralar
to‘plami kallus to‘qima hosil bo‘ladi. Kallus to‘qima hujayralaridan ayrimlari
o‘simlik gormoni va boshqa regulator moddalar ta’sirida ma’lum programma
bo‘yicha bo‘lina boshlaydi. Natijada bunday hujayralardan bosqichma-bosqich
o‘simlik embrioni va barcha jihatdan normal, voyaga yetgan transgen o‘simlik
olinadi.
Transgen o‘simlikning har bir hujayra xromosomasida ko‘chirib o‘tkazilgan
gen saqlanadi. Shu sababdan transgen o‘simlik jinsiy yo‘l bilan ko‘paytirilganda
yot gen nasldan naslga beriladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |