Гендік инженерия және жұмысының кезеңдері

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

Тақырыбы:

Гендік инженерия

Орындаған:Нуғумар Е. Қ.

Тексерген:Жылқыбаева С. Ж.

Семей 2015

Жоспар:

1. Гендік инженерия

2. Басқа организмге тасымалданатын қажетті генді бөліп алу

3. Гендерді тасымалдайтын векторлар

4. Бактерия плазмидалары және рекомбинанттық ДНҚ құрастыру.

Гендік инженерия - молекулалық және жасушалық генетиканың қолданбалы саласы. Белгілі қасиетері бар генетикалық материалдарды (гендерді) in vitro жағдайында алдын ала құрастырып, оларды тірі жасушаға енгізіп, көбейтіп, зат алмасу процесін өзгеше жүргізу. Бұл әдіспен организмдердегі генетикалық ақпаратты көздеген мақсатқа сай өзгертіп, олардың геномдарын белгіленген жоспармен қайта құруға болады.

Гендік инженерия ол функционалдық активті генетикалық құрылымдарды рекомбинанттық (будан) ДНҚ молекулалары түрінде қолдан құрастыру. Гендік инженерияның мәні жеке гендерді бір организмнен алып басқа организмге көшіріп орналастыру. Бұған рестриктаза мен лигаза ферменттерінің ашылуы мүмкіндік туғызады.

Рестриктазалар (рестрикциялық эндонуклеазалар) ДНҚ молекуласын белгілі жерлерден жеке үзінділерге қиып бөлшектейтін ыдыратушы фермент. Қазір ДНҚ молекуласын бір-бірінен өзгеше 120 жерінен үзетін 500-ден астам рестриктазалар анықталған. Алынған полинуклеотид бөлшектерінің (ДНҚ фрагменттерінің) комплементарлық немесе «жабысқыш» ұштарын ДНҚ лигазасы бір-біріне «желімдеп» реттеп жалғастырып қосады. Осы ферменттердің көмегімен бір ДНҚ молекуласынан қажетті ген бөлініп алынып, басқа ДНҚ молекуласының үзінділерімен құрастырылып рекомбинанттық, яғни жаңа будан ДНҚ жасалады.

Одан кейін рекомбинанттық ДНҚ бірнеше әдістермен тірі жасушаға енгізіледі. Жаңа геннің экспрессиясы өтеді де, жасуша сол ген белгілейтін белокты синтездей бастайды. Сонымен, жасушаға рекомбинанттық ДНқ молекуласы түрінде жаңа генетикалық ақпаратты енгізіп, ақырында жаңа белгісі бар организмді алуға болады. бұндай организмді трансгендік немесе трансформацияланған организм деп атайды, себебі бір организмнің өзгеріп басқа қасиетке ие болуын трансформация деп атайды.

Гендік инженерияның жұмысы мынадай кезеңдерден тұрады:

Басқа организмге тасымалданатын қажетті генді бөліп алу.

Әрбір полипептид тізбегінің, яғни белоктың өзінің құрылымдық гені болады. ол ген нақтылы белок құрамындағы амин қышқылдарының бір-бірімен ізділігін, жалғасу ретін белгілейді. Гендік инженерияның мақсаты - әрбір дербес құрылымдық генді бір өсімдіктен басқа бағалы сорттың өсімдігіне оны одан әрі жақсарту үшін енгізу.

Гендерді тасымалдайтын векторлар. Құрылымдық гендерде тек қана метаболизм өтудің нәтижесінде түзілетін заттардың (белоктың, иРНҚ-ның) коды жазылған. Оларда ген активтілігін реттейтін бөлшек мүлдем жоқ. Сондықтан, жаңа құрылымдық гендерді иеленген жасушаларда ол гендер өз бетімен тиісті қызметңн атқара алмайды. Гендердің жасушадағы әрекетін басқаратын репликация және транскрипция сигналдарын оларға вектор қамтамасыз етеді.

Вектор -бөтен генді жасуша ішіне тасымалдап алып баратын арнаулы ДНҚ молекуласын вектор дейді.

Оған мынадай талаптар қойылады:

а) өз алдына репликациялану, яғни жасуша ішіне бөтен генді алып кірген соң жасушамен бірге немесе өз алдына көбейе алатын орны болуы керек; немесе вектор жасуша хромосомасының құрамына еніп, онымен бірге ұрпақ жасушаларға беріліп отыруы керек;

б) трансформацияланған жасушаларды анықтау үшін оның ерекше генетикалық белгілері болуы керек;

в) құрамында рестриктазалар үзе алатын нуклеотидет тізбегі болуы керек және репликацияға қабілетін жоғалтпауы керек;

г) векторға орналастырылған бөтен ген оның ытқаратын қызметін бұзбауы керек, ал вектор болса, олда енгізілген геннің ішінде дұрыс реттеліп жұмыс істеуін қамтамасыз ететін болуы керек.

Бактерия плазмидалары және рекомбинанттық ДНҚ құрастыру.

Векторлар ретінде көбінесе ішек таяқшасы E. coli және де басқа бактериялардың плазмидалары қолданылады. Бактерияларда басты хромосомадан басқа көптеген кішкентай сақина тәрізді болып тұйықталған қос тізбекті ДНҚ молекулалары кездеседі. Сақина сияқты ДНҚ молекулалары бір-біріне оралып күрделі спираль құрайды. Плазмидалар өз бетіне репликациялана алатын ДНҚ молекулалары. Олар бактерияның басты хромосомасымен тіркеспеген, жасуша ішінде өз алдына еркін орналасқан. Плазмида құрамында тетрациклин немесе канамицин сияқты антибиотиктерге төтеп беруді қамтамасыз ететін ферменттердің гендері бар. Плазмидаларды хромосомалық ДНҚ-дан бөлекше таза түрінде алуға болады.