Yangi bilimlarni qo‘llang
Bilish va tushunish
1. Genetik injeneriya tadqiqot obyektlari nimalardan iborat?
2. Genetik injeneriyaning maqsadlari haqida so‘zlab bering.
3. Bakteriyalar hayotiy faoliyatida plazmidlar qanday ahamiyatga ega?
4. Genetik injeneriyada qo‘llaniladigan fermentlar qanday guruhlarga ajratiladi?
5. Restriktazalar qanday maqsadalrda qo’llaniladi?
Qo‘llash
Genetik injeneriyada qo‘llaniladigan fermentlarni ularning funksiyalari bilan
132
Biologiya 10
muvofi qlashtiring.
T/r
T/r Fermentlar funksiyasi
1
Polimeraza
A
RNK matritsasi asosida DNK
sintezlaydi
2
Ligaza
B
Reduplikatsiya jarayonida ishtirok
etadi
3
Restriktaza
C
Fosfodiefi r bog’larini hosil qiladi.
4
Revertaza
D
DNK molekulasini fragmentlarga
kesadi.
Tahlil
1. Restriktaza fermentlarining ishlash mexanizmi haqida
so‘zlab bering.
2. Teskari transkriptaza fermenti faoliyati mohiyatini
tushuntiring.
Sintez (yaratish)
1. Qo‘shimcha manbalardan genetik injeneriyaning
rivojlanish tarixi haqida ma’lumot to‘plang.
Baholash
Rasmda berilgan jarayonni izohlang. Rekombinant fag
genetik muhandislikdagi ahamiyatini baholang.
5.2. HUJAYRA IRSIYATINI O‘ZGARTIRISH
Tayanch bilimlarni sinang
Gen muhandisligi va biotexnologiya ahamiyati haqida nimalarni bilasiz?
Genetik injeneriya usuli bilan tirik organizmlar genomiga yngi gen kiritish orqali hosil
qilingan yangi xususiyatga ega organizm transgen organizm (genetik modi�ikatsiyalan-
gan) deb ataladi.
Gen muhandisligi yoki rekombinant DNK texnologiyasi asosida bir organizm (donor) irsiy
materialini boshqa organizm (retsipiyent)ga o‘tkazish orqali bu genlarning irsiylanishi ta’min-
lanadi. Masalan, mikrobiologiya sanoatida azot fiksatsiyalovchi genlar kiritish yo‘li bilan
o‘simliklar hosildorligini oshirishda qo‘llaniladigan, o‘g‘itlarning ishlatilishini kamaytirish va
atrof-muhit holatini yaxshilash imkoniyatini beruvchi bakteriya shtammlari olingan. Hozirgi
kunda gen muhandisligi metodlari rekombinant bakteriya shtammlaridan biologik faol birik-
malar, jumladan, gormonlar (insulin, o‘sish gormoni, somatostatin), virusga qarshi preparat –
interferon olishda muva
ff
aqiyatli qo‘llanilmoqda.
DNK va genlarni klonlash usulini
ilk bor 1972-yilda
Gerbert Boyer va Stenli Koen
tomoni-
dan amalga oshirilgan.
DNKni klonlash molekulyar biologiyada DNK fragmenti, masalan, bir
genning ko’plab nusxalarini yaratish usullaridan biridir.
DNKni klonlashda, gen (masalan, tibbiy ahamiyatga ega bo’lgan oqsil geni) hujayra gen-
omidan restriktazalar ishtirokida qirqib olinadi va vektor vazifasini bajaruvchi plazmid DNK
molekulasiga kiritiladi. Natijada rekombinant DNK molekulasi yoki bir nechta turli manbalar-
dan olingan fragmentlardan iborat DNK hosil bo’ladi.
So‘ng rekombinant plazmid bakteriyalarga kiritiladi. Plazmidga ega bakteriyalar ajratib
olinadi va ko’paytiriladi. Bakteriyalar bo‘linib ko‘payganda plazmid ham ko’payadi va nasldan
133
Biologiya 10
naslga beriladi, natijada ko’p sonli DNK nusxalari hosil bo‘ladi.
Plazmid DNKning bir nechta nusxasini yaratishdan maqsad nima?
Bakteriyalarda o‘tkaziladigan gen muhandisligi quyidagi bosqichlardan iborat.
1. Organizm genlari ichidan zarur genni ajratib olish. 2. Genni vektorga joylashtirish. 3.
Zarur genni vektor yordamida retsipiyent hujayraga kiritish. 4. Donor DNK ga ega hujayralarni
ajratib olish. 5. Genni klonlash.
1-bosqich. Organizm genlari orasidan zarur genni ajratib olish.
Odatida gen bir necha ming juft nukleotidlardan tashkil topgani uchun kerakli genni topish
unchalik ham oson emas. Gen nusxasini olish uchun quyidagi usullardan foydalaniladi.
1. Teskari transkriptaza yordamida mRNK matritsasidan gen nusxasi olish. Teskari tran-
skriptaza ishtirokida zarur genning DNK-nusxasi olish mumkin.
2. Genni sun’iy ravishda sintezlash.
3. DNK fragmentini restriksion fermentlar yordamida qirqib, zarur gen joylashgan frag-
mentni izlash.
DNK tarkibidagi har bir nukleotid manfi y zaryadlangan fosfat guruhini tutadi. Shuning
uchun turli uzunlikdagi DNK fragmentlari turlicha zaryadlangan bo’ladi. Bu farqli jihatni
gel-elektroforez usuli bilan DNK molekulalarini elektr maydonida ajratish uchun qo’llash
mumkin. Donor organizm DNK sini restriktazalar yordamida qirqilganida, hosil bo’lgan frag-
mentlardan biri tasodifan zarur genning nusxasini saqlashi mumkin. Genlarni ajratib olishning
bu usulini qo’llanilishidagi asosiy qiyinchilik- zarur genni saqlovchi fragmentni topishdir.
2-bosqich. Zarur genni vektorga joylash.
Avvalgi mavzuda bayon etilganidek, ko’p holatlarda vektor sifatida plazmida yoki fag
DNK si qo’llaniladi. Avval plazmid DNK siga kiritish usulini ko’rib chiqamiz. Fag DNK siga
gen kiritishda ham deyarli shu usul amalga oshiriladi.
Bakteriyadagi halqasimon plazmid DNK lari asosiy xromosomaga qaraganda ancha
kichik. Shuning uchun ularni oson ajratib olish mumkin. Buning uchun bakteria hujayralari
maydalanib, sentrifugalanadi. Natijada xromosoma DNK si cho’kmaga tushib, plazmid DNK
cho’kma ustidagi suyuq qismda qoladi. Restriktazalar bilan ishlov berishdan avval plazmid
DNK tozalanadi. Donor DNK sini ajratib olish uchun qaysi restriktazadan foydalanilgan
bo’lsa, plazmid DNK ga ham huddi shu restriktaza bilan ishlov berish lozim. DNK restriksion
fragmentlari plazmid DNK bilan aralashtiriladi. Natijada ular yopishqoq uchlari bilan bir-
biriga birikadi.
3-bosqich. Zarur genni vektor yordamida retsipiyent hujayraga kiritish.
Bu bosqichda fag yoki plazmid vektori bakteria hujayrasiga kiritiladi. Odatda bu
maqsadlarda odam ichagida yashovchi Escherichia coli bakteriyasidan foydalaniladi. Ichak
tayoqchasi irsiyati yaxshi o’rganilganligi va tez ko’paya olishi (har 30 minutda bo’linadi)
tufayli, ulardan foydalanish qulay. Gen muhandisligi uchun faqatgina laboratoriya sharoitda
yashay oladigan maxsus mutant E.coli shtammi yaratilgan. Bu shtamm tasodifan inson
organizmiga tushib qolsa, yashay olmaydi. Plazmid vektoridan foydalanilganida plazmida
preparati E.coli kulturasi bo’lgan probirkaga qo’shiladi. Bundan tashqari kalsiy ionlari (kalsiy
xlorid ko’rinishida) qo’shilib, hujayralarga yuqori harorat bilan ta’sir etiladi. Natijada, E.coli
hujayra membranasida teshik (pora) lar hosil bo’lib, ular orqali plazmidlar hujayra ichiga kiradi,
ya’ni transformatsiya bo‘ladi. Fag vektorlari agar muhitida o’stirilgan bakteriya hujayralarini
zararlash yo’li bilan kiritiladi.
Faglarning bakteriya hujayrasigga kirishi qanday amalga oshadi?
4-bosqich. Transformatsiyaga uchragan bakteriyalarni tanlab olish
Vektor plazmid DNK ni bakteriya kulturasiga qo’shilganida ikki muammo yuzaga keladi.
134
Biologiya 10
Birinchidan, hamma bakteriyalar ham transformatsiyaga uchramaydi (ya’ni plazmidlarni
qabul qilmaydi). Ikkinchidan, barcha plazmidalar ham donor DNK saqlamaydilar. Vektor
plazmidlar tarkibida ma’lum bir antibiotikka chidamlilikni ta’minlovchi gen mavjud.
Bakteriyalar o’stirilayotgan oziq muhitiga antibiotik qo’shilsa, faqatgina transformatsiyaga
uchragan (ya’ni plazmid saqlovchi) bakteriyalar ko’payib, koloniya hosil qila oladilar.
5-bosqich. DNK ni klonlash.
Rekombinant DNK molekulasiga ega yagona fag zarrachasi bakteriyalarga kirib, qisqa
muddatda millionlab o’zining nusxalarini hosil qilishi mumkin. Rekombinant plazmidga
ega E.coli bakteriyalarini Petri kosachalaridagi agarli oziq muhitida o’stirilganda ular har 30
daqiqada bo’linib, oddiy ko’z bilan ko’rish mumkin bo‘lgan koloniyalar hosil qiladi. Bu ikki
usul yordamida qisqa muddat ichida milliardlab klonlar olinadi.
135
Biologiya 10
Do'stlaringiz bilan baham: |