Жәндіктер мен өсімдіктердің генетикалық инженериясы

Жоспар:

1. Кіріспе

1. 1. Гендік инженерия

2. Негізгі бөлім

2. 1. Жәндіктер мен өсімдіктердің генетикалық инженериясы

2. 2. Өсімдіктердің гендік инженериясының жұмысы мынадай кезеңдерден тұрады:

2. 3. Опиндер-

2. 4. Гендерді өсімдіктерге тасымалдау әдістері:

3. Қорытынды

4. Пайдаланылған әдебиеттер

Гендік инженерия

Молекулалық және жасушалық генетиканың қолданбалы саласы. Белгілі қасиеттері бар генетикалық материалдарды in vitro жағдайында алдын ала құрастырып, оларды тірі жасушаға енгізіп, көбейтіп, зат алмасу процесін өзгеше жүргізу. Бұл әдіспен ағзадағы генетикалық ақпаратты көздеген мақсатқа сай өзгертіп, олардың геномдарын белгіленген жоспармен қайта құруға болады. Гендік инженерияның мәні жеке гендерді бір ағзадан алып басқа ағзаға көшіріп орналастыру.

Генетикалық инженерия ғылымының әдістерінің бәрін плазмиданы пайдалану арқылы жүргізеді.

Плазмидалар дегеніміз жасушада тұрақты күйде кездесетін және хромосомамен байланыссыз, дербес тұқым қуалау факторы. Плазмида деген терминді 1952 жылы Ледерберг енгізген болатын. Генетикалық инженерия әдісімен 1977 жылы соматотропин гормонын, 1978 жылы инсулин, интерферон т. б. Гормондарын биотехнологиялық жолмен ала бастады. Генетикалық инженерияның болашағы өте мол, әсіресе денсаулық сақтау саласында - тұқым қуалаушылық аурулармен күресу үшін. Плазмидалар генетикалық инженерия саласында жиі пайдаланылады, себебі оған кез келген қажетті генді жалғауға, бактерия жасушасына ендіруге және көбейтуге болады.

Алғашқы рет рекомбинанттық ДНҚ 1972 жылы АҚШ-та Стэнфорд университетінде П. Бергтың зертханасында жасалды. Онда пробирка ішінде 3 түрлі микроорганизмнің ДНҚ-лары -лямбда фагтың және ішек таяқшасы бактериясының ДНҚ фрагменттері мен маймылдың онкогендік вирусының толық геномы қосылған еді. Өсімдіктердің гендік инженериясы саласында бірінші жұмыстар in vitro өсірілетін клеткалармен 1980 жылы жүргізілген. 1983 жылы алдымен, күнбағыстың трансгендік каллусы, кейін сол каллустан табиғатта мүлдем болмаған санбин өсімдігі алынды. Санбин деген ол геномында бұршақтың белогы фазеолинді кодтайтын гендері бар күнбағыс өсімдігі еді.

Жәндіктер мен өсімдіктердің генетикалық инженериясы

Өсімдіктердің гендік инженериясы

Өсімдіктердің гендік инженериясының жұмысы мынадай кезеңдерден тұрады:

1) Басқа организмге көшірілетін құрылымдық (структуралық) генді алу;

2) Оны вектордың құрамына енгізу, яғни рекомбинанттық ДНҚ-ны жасау;

3) Рекомбинанттық ДНҚ-ны өсімдік клеткасына тасымалдау;

4) Өсімдік клеткаларында бөтен ДНҚ-ның экспрессиясын талдау;

5) Геномы өзгерген жеке клеткалардан регенерант өсімдігін алу.

Agrobacteria өсімдіктерге жұғып тәж тәрізді өсіндіні, яғни ісікті, бұлтықты пайда болғызады. Ісікті қоздыратын агент осы бактерияның плазмидасы, оны Ti-плазмида деп атайды. Тәж тәрізді ісіктер өсімдік хромосомасының құрамына Ti-плазмиданың белгілі бір бөлігінің кіруі арқасында пайда болады. Бұл фрагментті Т-ДНҚ деп атайды.

Табиғи жағдайда агробактерия гендерінің өсімдікке енуі

Agrobacterium tumefaciens-тің өсімдік сабақтарын зақымдауы

Agrobacterium rhizogenes “сақалды тамыр” аталатын ісік ауруын тудыратын топырақ бактерияларының Ri- плазмидаларын да өсімдіктер гендік инженериясында вектор ретінде қолдануға болады. Өсімдіктердің жараланған жерлерінен сол бактериялар жұқса, онда сақал қылшықтары сияқты жіңішке тамырлар өсе бастайды. “Сақалды тамыр” ауруының салдарынан пайда болған тамыршалардың тәж тәрізді ісіктерден айырмашылығы, олардан in vitro жағдайында регенерант өсімдіктер оңай шығады.

Ісік клеткаларында сау клеткаларда болмайтын опиндер деген химиялық заттар табылды. Опиндер- ол аргинин амин қышқылының туындылары. Жақсы зерттелгендері: октопин - аргинин мен пирожүзім органикалық қышқылының туындысы, нопалин - аргинин мен α-кетоглутараттың туындысы.

Октопиндік және нопалиндік Ti-плазмидалардың генетикалық карталары

Ti-плазмиданы вектор ретінде қолдану әдісі. РК-рестриктазамен кесу.

Гендерді өсімдіктерге тасымалдау әдістері:

Агробактерияларды немесе олардың плазмидаларын протопластармен бірге өсіру

Микроинъекция арқылы

Рекомбинанттық ДНҚ-ның өзін протопластарға электропорация арқылы енгізу

Хромосомалық инженерия

Ішінде рекомбинанттық ДНҚ бар липосомалармен протопластардың қосылуы арқылы

Микроинъекция

Электропорация

Өсімдіктердің гендік инженериясы

Гендік инженерияның тағы бір жетістігі, “Черная жемчужина” атты явань алмасы кез келген жыл мезгілінде өнім береді.

“Панамская болезнь”ауруына қарсы тұра алатын банан сорттары шығарылды, нәтижесінде 2007ж. өнім 50% өсті.

2006ж. Тайваньда жылына 2-3 рет өнім беретін жүзімнің жаңа сорты алынды. - 2007 ж. сақиналық дақ вирусына төзімді папая сорты шығарылды. - Бельгия мен АҚШ-та Bacillus thuringiensis топырақ бактериясын картоп, қызанақ, мақта жасушасына енгізген, нәтижесінде өсімдіктер колорад қоңызына, жәндіктерге төзімділігі артқан. - Алмұрттарды кез келген жыл мезгілінде өсіріп, өнім алуға болады.