Transgen oʻsimlik yaratish texnologiyasi Reja: Hujayra biotexnologiyasi 2

Transgen oʻsimlik yaratish texnologiyasi
Reja:
1.Hujayra biotexnologiyasi
2.Oʻsimlik hujayralarini suyuq ozuqa muhitida oʻstirish va unda gen muxandisligi usullarini qoʻllash.
3.Oʻsimliklarda gen muxandisligi va biologik azotfiksatsiya.
4.Koleksion markazda saqlanadigan oʻsimliklar genofondi.
5.Gen muhandisligining asosiy biotexnologik sxemasi


Tayanch sozlar: Genlar ekspressiyasi, rDNK, Plazmidalar, biotexnologiya, Nuklein kislotalar, Genom, Ribosoma, Bakyeriofaglar,Gen muhandisligi, r DNK , Transgen oʻsimlik
Hujayra biotexnologiyasi – hujayra, toʻqima va protoplastlarni ishlatishga asoslanadi. Hujayralarni manipulyasiya (faoliyatiga qandaydir oʻzgarishlar kiritish) qilish uchun, ularni oʻsimlikdan ajratib olish, oʻsimlik organizmidan tashqarida yashashi va koʻpayishi uchun sharoit tugʻdirib berish lozim. Ajratib olingan hujayra va toʻqimalarni sunʻiy oziqa muhitida, steril sharoitda (in vitro) oʻstirish usuli ajratilgan toʻqimalar kulturasi deb nom oldi va ularni biotexnologiyada ishlatish mumkinligi sababli katta ahamiyat kasb etdi.
Biotexnologik jarayonlar sunʻiy oziqa muhitida oʻstirilgan mikroorganizmlar, oʻsimlik va hayvon toʻqimalari, hujayralari va organellalaridan foydalanishga asoslanadi. Hozirgi vaqtda dunyoni koʻplab mamlakatlarida biotexnologiyani rivojlanishiga alohida eʻtibor berilmoqda. Bunga asosiy sabab, biotexnologiyani boshqa texnologiyalarga nisbatan bir qator ustunlikka egaligidir. Masalan, biotexnologik jarayonlar juda kam energiya talab qiladilar, deyarli chiqindisiz, ekologik toza va h.k. SHuning bilan bir qatorda, biotexnologiya standart jihozlardan va preparatlardan foydalanadi va iqlim sharoitiga qaramasdan hamda koʻp maydon egallamagan holda jarayonlarni yil boʻyi oʻtkazishga asoslanadi. Aytib oʻtilgan ustunliklar, oʻsimliklarni va hayvonlarni hujayralari, toʻqimalari va organlariga ham tegishlidir.



Oʻsimlik hujayrasi orqali in vitro sharoitida yaratilgan biologik tizim, shakllangan oʻsimlikning ayrim belgilarini oʻzida saqlaydi. Bunday sunʻiy biologik tizim ikki xili mavjud: biri kallus koʻrinishida boʻlib, ikkinchisi esa hujayralarning suspenziya holatidadir. Kallus geterogenli boʻlib, diffferensiyalanmagan hujayralarning yigʻindisidir. Mazkur massa, toʻliq oʻsimlikka oʻxshash ayrim metabolitlarning sintezlash faoliyatiga ega.
Hujayralarning suspenziyasi kallusga nisbatan gomogen boʻlganligi uchun tezroq oʻsish va muhitga moslashish qobiliyati yuqori boʻladi. Hujayraning alohida oʻsimlikka aylanishi u uchun juda kuchli stress omili desa boʻladi. Bu jarayonda hujayra metabolizmini koʻp tomonlari oʻzgarishga yuz tutadi. Birinchi navbatda mazkur tizim genomning funksional qirralari oʻzgaradi. YAshashga moslashuvchi genlar faollansa, hujayralarning differensirovkasi uchun javob beradigan genlar repressiyalanadi.
Hujayralar majmuasining bunday holati mikrob hujayrasiga nisbatan metabolitlarni koʻproq sintezlaydi. Oʻsimlik hujayralarrining kallus xolati genetik va biokimyoviy tadqiqot izlanishlari uchun ajoyib modeldir. Masalan, toʻliq oʻsimliklarda individual oqsillarning sintezi va ularning stabilligini kuzatish juda murakkab boʻlib, hujayra ekmasida bunday ilmiy ishlarni osonlik bilan bajarish mumkin. Xujayralarning toʻplami boʻlgan ekmada ilmiy-amaliy ishlar olib boriladi.
Protoplastlarning qoʻshilishidan hosil boʻladigan oʻsimlik regenerantlarini tayyorlash mumkin. Oʻsimlik hujayra qobigʻini ferment yordamida gidrolizlab, “kiyimsiz” hujayra yoki protoplastlari ajratiladi. “Tashqi qobigʻi” yoʻq hujayralarni bir-birlai bilan qoʻshilishini, oʻsimlik hujayralarini bunday qoʻshilishi hayvon hujayralarini qoʻshilishiga oʻhshasa ham, biroq jiddiy farqlar mavjuddir. Hayvon hujayralari qoʻshilsa yangi hujayra hosil boʻladi, oʻsimlik protoplastlari qoʻshilishidan ham gibrid hujayra hosil boʻlib, soʻng oʻsimlik shakllandi. Paraseksual gibridlanish asosida felogenetik bir-biridan uzoq, jinsiy yoʻl bilan chatishtirib boʻlmaydigan, oʻsimlik turlarini gibridlash mumkin. Mazkur usul orqali gibridlanayotgan ikki tur oʻsimliklaridagi genlarni har xil variantlarda oʻzgartirish mumkin.
Ikki xil protoplastlarni qoʻshilishini taʻminlaydigan induktor polietilenglikol yoki oʻzgaruvchan elektr maydoni boʻlishi kerak. Aralashma oynaga tomizilib, 15-20 daqiqadan keyin qoʻshilgan aralashma ajratilib, maxsus oziqali muhitdaoʻstiriladi. Maʻlum vaqtdan soʻng, hujayra qobigʻi regeneratsiyaga uchrab, u gibridga aylanadi. SHunday somatik gibridlardan birlamchi va ikkilamchi metabolitlarni ajratish mumkin. Birlamchi metabolitlardan amaliyot uchun oʻsimlik fermentlari katta ahamiyatga ega.
Oʻsimlik fermentlarining baʻzilari mikroorganizm fermentlariga nisbatan kam toksik hususiyatga ega boʻlib, toza holda boʻlmasa ham sanoat va tibbiyotda ishlatish mumkin. Oʻsimlik hujayralari turli metabolitlarni sintezlaydi. Oʻsimlik hujayralari sintezlaydigan ikkilamchi metabolitlarni koʻpchiligini laboratoriya sharoitida sintezlab boʻlmaydi. SHunday qilib, oʻsimlik hujayralari tomonidan sintezlanadigan juda koʻp metabolitlar sanoat va tibbiyotda keng ishlatiladi. Oʻsimlik hujayralarini klonlash, maqsadga muvofiq mutatsiyaga uchatish orqali gen muhandisligi asosida arzon, sifatli, miqdori koʻp boʻlgan metabolitlar olinib, har xil maqsadlarda ishlatilmoqda.
Ikkilamchi modda almashinuvi asosida hosil boʻladigan koʻpchilik mahsulotlar, hozirgi kunda, oʻsimlik hujayrasi ishtirokida laboratoriya va sanoat miqyosida ajratib olinmoqda. Jumladan, yurak glikozidlari, steroid, alkoloid va boshqa qimmatli dori-darmon yuqorida koʻrsatilgan usul asosida, oʻsimlik hujayralaridan ajratish yoʻlga qoʻyilgan. Mazkur sohaning muammolaridan biri shuki, genetik turgʻun oʻsimlik hujayralarini yaratishdir. Maʻlumki, metabolitlar hujayra shirasida yoki vakuolalarda toʻplanadi. Bu oʻrinda shuni aytib oʻtish joizki, hozirgi kunda gen muxandisligi ushbu metabolitlarni ajratish, tozalash oʻziga xos qiyinchiliklarga ega ekanligi bilan ancha muammo tugʻdirmoqda. Oʻsimlik hujayralarini genetik transformatsiya qilish yaxshi natijalar bermoqda. Transformatsiyaning mohiyati shundan iboratki, protoplastlarga maqsadli genetik axborot kirgizilib, keyingi bosqichda klonlash va regeneratsiya asosida toʻliq oʻsimlik hujayrasi hosil qilinadi (gen muhandislik texnikasi keyingi bobda yozilgan. Koʻrsatilgan rasmda (42-rasm) transformatsiyalangan protoplast → hujayra suspenziyasi → kallusli toʻqima → toʻliq oʻsimlik hosil boʻlishi tasvirlangan. Mazkur usulning oʻtkazish jarayonida birinchi va oxirigi bosqichlar bir oz murakkab va muhim hisoblanadi. Soʻnggi operatsiya qimmatli va samarali boʻlib, bu jarayonda yangi maqsadli transgen oʻsimlik etishtiriladi.
Nazorat uchun savollar:

1. 
   Toʻqimalar kulturasi
   
2. 
   Hujayra biotexnologiyasi
   
3. 
   Oʻsimlik fermentlari
   
4. 
   Oʻsimlik hujayralarining genetik transformatsiyasi