Нанобиотехнология соҳасидаги ютуқлар. Уларнинг тиббиёт, қишлоқ хўжалиги ва турли анализларда ишлатилиши

Нуклеин кислоталарини гибридизацияси ва уни амалий аҳамияти.
ДНК молекуласининг иккинчи уникал хусусияти – гибридизацияланиш қобилияти – унинг структурасини ўзига хослигига асосланган (2-бобга қаранг). Ҳар хил турлар (организмлар) ДНК молекуласини алоҳида занжирлари қўшилиб, ягона иккизанжирли ДНК молекуласини ҳосил қилишига гибридизация деб аталади.
Агар ҳар икки занжирдаги нуклетидларни ҳаммаси бир-бирига тўлиқ комплементар бўлса, қўшилиш енгил ва тез ўтади. Агар, комплементарлик тўлиқ бўлмаса, занжирларни бир-бирига қўшилиши ва икки занжирли (дуплекс) молекула ҳосил қилиш секинлашади. Мана шу қўшилишни тезлигини баҳолаш асосида, дастлабки занжирларни комплементарлик даражаси ҳақида хулоса қилинади.
Барча тирик организмларда фақат иккизанжирли ДНК фаолият кўрсатганлиги сабабли, “қаерда ва қандай шароитда ДНК ни битта занжири ҳосил бўлиши бўлиши мумкин?” – деган савол пайдо бўлади. in vitro (пробиркада) шароитидаги экспериментларда ДНК ни алоҳида занжирлари олинган. ДНК молекуласини буфер эритмасида эритиб 100 ⁰С да қиздирилганда, комплементар асослар орасидаги водород боғлари узилади ва ДНК молекуласи икки алоҳида полинуклеотид занжирга ажралади (43-расм). Бу жараён ДНК ни денатурацияси (“эриши”) деб ном олган.

43-расм. ДНК молекуласини гибридизацияси бўйича ўтқазилган тажриба схемаси.
Икки ҳар хил типга мансуб бўлган ДНК занжирларини арлаштиргандан кейин, эритмани совутиб, 65 ⁰С да ушлаб турилса, занжирлар бошқадан бир-бирлари билан қўшилиб, иккизанжирли ДНК ҳосил қиладилар. Иккиламчи спирални қайтарилиши (гибридизацияси, ёки бу жараённи “отжиг” деб аталган) содир бўлади. Бунда, ҳам гибрид молекулалар (дублекслар), ҳам ҳар бир дастлабки турга специфик бўлган молекулалар ҳосил бўладилар (43-расм). Бир занжирли ДНК ни отжигининг тезлигини анализ қилиш орқали, дастлабки ДНК молекулаларини орасидаги фарқни ва ўхшашликни баҳолаш мумкин.
Мана шу метод асосида “ДНК-ДНК” типидаги дуплексларни ва “ДНК-ДНК” типидаги бирикмаларни шакллантириш мумкин (44-расм). ДНК/РНК гибридизацияси натижаларини анализ қилиш, У. Гилбертга, генни мозаик тузилишини кўришга ёрдам берди, бу эса, XX-асрда молекуляр биологияда қилинган йирик янгилик сифатида тан олинди.

44-расм. ДНК гибридизациясининг схемаси.