Гендік инженерияда қолданылатын векторлар

www. themegallery. com

Company Logo

Қазақстан Республикасы білім және ғылым Министрлігі

Е. А. Бөкетов атындағы Қарағанды Мемлекеттік университеті

Фармацевтикалық өндіріс технологиясы

Гендік инженерияда қолданылатын векторлар

Орындаған: Усаинова Гулшекер

Тобы: ТФП- 41

Қабылдаған: Кишкенебаева Д. Ө.

Жоспар

Гендік инженерияның дамуы

Векторлар және оларға қойылатын талаптар

Вектор түрлері

Ген инженериясы молекулалық биологияның жаңа саласы. Ол лабораториялық әдіс арқылы генетикалық жүйелер мен тұқымы өзгерген организмдерді алу жолын қарастырады. Ген инженериясының пайда болуы генетиканың, биохимияның, микробиологияның және молекулалалық биологияның жетістіктерімен байланысты.

Молекулалық биология ғылыми жетістіктерінің нәтижесінде пайда болған ген инженериясы организмнің бағалы қасиетін сақтап қана қоймай оған жаңа әрі саналы қасиет те бере алады. «Инженерия» деген атау құрастыру деген мағынаны білдіреді. Яғни ген инженериясы дегенді ген кұрастыру деп түсіну қажет. Ген инженериясының дәуірі басталмай тұрып 1969 жылы Г. Корана нуклеотидтерді белгілі бір жүйемен орналасқан ДНҚ синтезінің методологиясын жасап берген.

Гендік инженерия ғылымының дамуы

Ген инженериясы шешетін мәселелер:

1) генді химиялық немесе ферментті қолдану жолымен синтездеу;

2) әр түрлі организмнен алынған ДНҚ фрагменттерін бір-бірімен жалғастыру (ДНҚ рекомбинантгарын алу) ;

3) бөтен генді жаңа жасушаға векторлық ДНҚ аркылы жеткізу және олардың қызмет жасауын қамтамасыз ету;

4) жасушаларға гендерді немесе генетикалық жүйелерді енгізу және бөтен белокты синтездеу;

5) бөтен генге ие болған жасушаларды таңдап бөліп алу жолдарын ашу.

І. Векторлар және оларға қойылатын талаптар

ДНҚ молекуласын векторсыз, мысалы, бактериялық клеткаға енгізсе, онда оларды бактериялық ферменттер ыдыратып жібереді. Кейбір жағдайда ДНҚ сақталуы мүмкін, бірақ клетканың бөлінуінде олар тұқым қуаламайды. Осындай жағдай болмас үшін векторлық молекулалар қолданылады.

Вектор деп бөтен генетикалық материалды (ДНҚ фрагментін) клеткаға (реципиенттің) тасымалдауға қабілетті ДНҚ молекуласын айтады. Векторлар - ген тасығыштар, ал вектор деген сөздің өзі бағыттағыш деген мағынаны білдіреді.

Векторлар және оларға қойылатын талаптар

Векторларды эксперименттік жолмен құрастырады және оларға келесі талаптар қойылады:

1) Репликация сайты (Ori) ;

2) құрамында рестриктазалар танып, үзе алатын нуклеотидтер тізбегі болуы керек, әйтпесе векторға ДНҚ фрагментін енгізу мүмкін емес;

3) оның, бір немесе бірнеше таңбаланған гендері (маркерлері) болуы керек, сол таңбалар бойынша қажет геннің клетканың (реципиенттік) ішіне енгенін анықтайды;

4) вектордың, клетка ішіндегі көшірмелері жеткілікті мөлшерде болуы керек.

5) Мөлшері үлкен болмауы тиісті.

6) Вектордың көбиюіне жасуша ішінде ештене бөгет жасамауы тиісті.

Векторлар түрлері

Векторлық молекуланың шығу көзі болып бактериялық плазмидалар мен вирустар (әсіресе фагтар) саналады.

Векторлардың негізгі 6 түрі бар.

1. Плазмида

Плазмидалар - хромосомадан тыс реплекацияланатын ДНҚ молеукуласы. Плазмидалар көбінесе бактерияларда кездеседі, ол екі тізбекті сақина молекулалары. Вектор ретінде мөлшері 15- 20 мың н. ж. дейінгі, көбінесе 2-ден 10 мың н. ж. құралған кішігірім плазмидалар қолданылады. Плазмидалық векторлар генді бактерияларға тасымалдап, оның тиімді жұмысын қамтамасыз ете алады. Плазмида терминің ең бірінші рет америкалық молекулалық биолог Джошуа Ледербергпен 1952 ж. ұсынылды.

1. Плазмида

Мөлшері және саны

Кейбір плазмидалардың жасушадағы саны 10-100 көшірме (copies) оларды көп көшірмелі плазмидалар деп атайды.

Егер жасушада көшірме саны 1-4 аралығында болса оны аз көшірмелі плазмида деп атайды.

Геометриясы

Плазмидалардың көбісі сақиналы (кольцевые) болсада тізбекті (линейные) плазмидасы бар бактерияларда кездесіді.

Плазмида

Иесі

Плазмида мөлшері (мың н. ж)

Геометриясы

Жасушада плазмиданың көшірмелер саны

pUB110

Bacillus subtilis

2, 3

Сақиналы

20-50

ColEl

Escherichia coli

6, 6

Сақиналы

10-30

lp25

Borrelia burgdorferi

24, 2

Тізбекті

1-2

1. Плазмида

Плазмиданы жасушаға тасмалдау жолдары.

Конъюгация

Трансдукция

Трансформация

Плазмидалардың көбісі иесінің фенотипінде айтарлықтай өзгерістер әкелмейді. Басқалары керсінше жасуша иесіне белгілі бір қоршаған ортада тірі қалуға көмек беретін қасиетер болуына жауапты.

1. Плазмида

Плазмидалардың жасушадағы қызметі әралуан түрлі, оларға келесілер жатады:

Гемолизин синтезі - Hly-плазмида;

Ауыр металдарға төзімділік;

Энтеротоксиндердің синтезі - Ent-плазмида;

УФ - төзімділік;

Антиген синтезі - антиген колонизациялаушы плазмидаоар;

рестрикция-модификация жүиелері;

Камфораны ыдарату (САМ п. ), ксилолды (XYL п. ), салицилатты (SAL п. ) (Pseudomonas кейбір штамдарынан табылған) .

2. Космида

Космида (Cosmides) - құрамында лябда фагтың ДНҚ сының фрагменті және соs-телімі (участок) бар плазмида. Гендік кітапханалар құру үшін қолданылады. Космидаларды бірінші рет 1978 ж. Коллинс және Брюнинг құрастырады. Космида көмегімен 32-47 мың н. ж болатын мөлшердегі ДНҚ-ны тасмалдауға болады, салыстырмалы түрде плазмида көмегімен тек 4-5 мың н. ж мөлшерде ДНҚ-ны ғана тасмалдауға болады. Оған қоса космидалар фагты бөлшектерге оралады, бұл оларды трансдукция көмегімен бактерияға енгізуге мүмкіндік береді, және космида жасанды түрде құрастырылады.