Ген инженериясы


Мазмұны

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
1 Ген инженериясында генді алу жолдары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...6
1.1 Эмбриогенетикалық инженерия ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .10
1.2 Жануарлар клеткасына негізделген биотехнология ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .12
1.3 Сүтқоректіліредің ұрықтарын өркендеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...13
1.3.1 Химерлік жануарлар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .14
1.4 Трансгенді жануарлар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .16
2 Дәстүрлі емес сабақтардың биология сабағында қолданудың маңызы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 21
3 Трансгенді жануарлар тақырыбын лекция түрінде өту ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..22
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .25
Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...26
Кіріспе

Өзектілігі. Ген инженериясы рекомбинантты ДНҚ – лар жасап, оларды басқа тірі клеткаларға енгізу нәтижесінде халық шаруашылығында қолданылуын анықтау. Жалпы трансгенді жануарларды алу осы заманғы биотехнологияның келешек бағыты екендігінкөрсетеді, яғни малдың генотипін жаңадан құрастырып, олардан адам үшін бағалы өнімөндірі. Мұны іске асыру үшін қажет генді бөлу және клонын алу, оларды зиготаларға ендіру және бөтен геннің ұрпақта тұқым қуалайтынын анықтау. Осы трансгенді жануарларды алуда рекомбинантты генетикалық материалды сүтқоректілер клеткаларына енгізудің трансфекция, микроиньекциятәсілдеріне толық тоқталу. Трансгенді жануарларды алумен қоса химерлік жануарлардың халық шаруашылығында маңызы зор. Химерлік жануарлар бірінші ұрпақта ғана өмір сүргенімен, олардың практикалық маңызы бар. Химерлік жануарлардың бірнеше құнды белгілері, яғни, өнімділігін, ауруға төзімділігін т.с.с. бір организмде кездеспейді, ал химерлерде олардың көрінуін күшейтуге болатынын, әртүрлі жануарлардың эмбриондарын жергілікті тұқымның эмбриондарымен біріктіріп, малдың жерсінуін (акклимитизация) тездетуге болатынын және эмбрионды біріктіру жолымен жақын түрлермен немесе сол түрдің өзімен құнды ауыл шаруашылық малдарының сиреп бара жатқан жануарлардың тұқымдарын өркендетудегі рөлін айқындау.
Мақсаты. Биология сабағында оқушыларға трансгенді жануарларды алу жолдарымен таныстырып, оқушыларға жалпы трансгенді жануарлар жайлы түсінік қалыптастыру.
Міндеттері.
- трансгенді жануарларды алу жолдарын және сүтқоректілердің ұрықтарын өркендетудің маңызын оқушыларға түсіндіру.
- дәстүрлі емес сабақтардың биология сабағында қолданудың тиімділігін айқындау.
Зерттеу әдісі. Дәстүрлі емес сабақтың өтудің әдісі.
Зерттеудің практикалық маңыздылығы. Әдістемені арнайы және орта мектептер мен интернаттарда биология пәнін оқытуду қолдануға болады.
Пайдаланылған әдебиеттер

1.Стамбеков С.Ж. Петухов В. Л. Молекулалық биология. Новосибирск 2003 ж.
2. Стамбеков С. Ж. Генетика. Новосибирск. 2002 ж.
3. Бегімқұлов. Молекулалық генетика және биотехнология негіздері. Алматы, «Білім». 1996 ж.
4. Мұхамбетжанов К. Генетика және селекция негіздері. Алматы,
«Санат», 1996 ж.
5. Әбилаев С. А. Молекулалық биология және генитка. Шымкент 2008
6. Вилли К. Биология. Изд – во «Мир» Москва, 1968 г.
7. Стент Г. Колиндер Р. Молекулярная генетика. Москва, 1981 г.
8. Дубинин А. П. Генетика. Москва, 1985 г.
9. WWW. Qooqly. ru.
10. Әлімқұлов З. Беймаза молекула. Алматы. «Қазақстан баспасы». 1988 ж.
11. Манитас Т, Фрич, Сэмбрук Дж. Молекулярное клонирование. М. Мир, 1984 г.
12. Жимулев И. Ф. Общая имолекулярная генетика. Новосибирск 2002
13. Айала Ф. Введение в популяционную и эволюционную генетику. М. , 1984 г.
14. Альбертс Б, Брей Д, Льюнс Дж. , Рэффли Р. К, Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки. Изд – во. «Мир», М, 1986 г.
15. Красота В. Ф. Лобанов В. Т, джапаридзе Т. Г. Разведение сельскохозяйственных животных М. Колос, 1983 г.
16. Хатт Ф. Генетика животных. М. , Колос, 1969 г.
17. Коничев А. С, Севастьянов Г. А. Молекулярная биология. Издательский центр «Академия», 2008г.
18. Мырзабаев А. Б. биологияны оқытудың әдістемесі. Қарағанды, 2006 ж.
19. Қуанышова С. Е. Биолгияны оқытудың әдістемесі. Шымкент 2003
20. Верзилин Н. М, Корсунская В. М. «Общая методикапреподования биологий». М. , Просвещение, 1983 г.

Пән: Медицина
Жұмыс түрі:  Курстық жұмыс
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 26 бет
Таңдаулыға:   
Бұл жұмыстың бағасы: 900 теңге

бот арқылы тегін алу, ауыстыру

Қандай қате таптыңыз?

Рақмет!






Аннотация

Курстық жұмыстың тақырыбы: Биология сабағында оқушыларға трансгенді жануарларды алу жолдарымен таныстыру туралы түсінік қалыптастыру. Бұл жұмыста – ген инженериясында генді алу жолдары, имбриогенетикалық инженерия, жануарлар ген инженериясы, жануарлар клеткасына негізделген биотехнология, сүтқоректілердің ұрықтарын өркендету, химерлік жануарлар, трансгенді жануарлар,дәстүрлі емес сабақтардың биолгия сабағында қолданудың маңызы тақырыптары қарастырылды. Ал, үшінші бөлімінде трансгенді жануарлар тақырыбын лекция түрінде өтудің сабағы жоспарланды. Курстық жұмыс 26 беттен тұрады.

Мазмұны

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
1 Ген инженериясында генді алу жолдары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
1.1 Эмбриогенетикалық инженерия ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
1.2 Жануарлар клеткасына негізделген биотехнология ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ...12
1.3 Сүтқоректіліредің ұрықтарын өркендеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
1.3.1 Химерлік жануарлар ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14
1.4 Трансгенді жануарлар ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16
2 Дәстүрлі емес сабақтардың биология сабағында қолданудың маңызы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .21
3 Трансгенді жануарлар тақырыбын лекция түрінде өту ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..22
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .25
Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...26

Кіріспе

Өзектілігі. Ген инженериясы рекомбинантты ДНҚ – лар жасап, оларды басқа тірі клеткаларға енгізу нәтижесінде халық шаруашылығында қолданылуын анықтау. Жалпы трансгенді жануарларды алу осы заманғы биотехнологияның келешек бағыты екендігінкөрсетеді, яғни малдың генотипін жаңадан құрастырып, олардан адам үшін бағалы өнімөндірі. Мұны іске асыру үшін қажет генді бөлу және клонын алу, оларды зиготаларға ендіру және бөтен геннің ұрпақта тұқым қуалайтынын анықтау. Осы трансгенді жануарларды алуда рекомбинантты генетикалық материалды сүтқоректілер клеткаларына енгізудің трансфекция, микроиньекциятәсілдеріне толық тоқталу. Трансгенді жануарларды алумен қоса химерлік жануарлардың халық шаруашылығында маңызы зор. Химерлік жануарлар бірінші ұрпақта ғана өмір сүргенімен, олардың практикалық маңызы бар. Химерлік жануарлардың бірнеше құнды белгілері, яғни, өнімділігін, ауруға төзімділігін т.с.с. бір организмде кездеспейді, ал химерлерде олардың көрінуін күшейтуге болатынын, әртүрлі жануарлардың эмбриондарын жергілікті тұқымның эмбриондарымен біріктіріп, малдың жерсінуін (акклимитизация) тездетуге болатынын және эмбрионды біріктіру жолымен жақын түрлермен немесе сол түрдің өзімен құнды ауыл шаруашылық малдарының сиреп бара жатқан жануарлардың тұқымдарын өркендетудегі рөлін айқындау.
Мақсаты. Биология сабағында оқушыларға трансгенді жануарларды алу жолдарымен таныстырып, оқушыларға жалпы трансгенді жануарлар жайлы түсінік қалыптастыру.
Міндеттері.
трансгенді жануарларды алу жолдарын және сүтқоректілердің ұрықтарын өркендетудің маңызын оқушыларға түсіндіру.
дәстүрлі емес сабақтардың биология сабағында қолданудың тиімділігін айқындау.
Зерттеу әдісі. Дәстүрлі емес сабақтың өтудің әдісі.
Зерттеудің практикалық маңыздылығы. Әдістемені арнайы және орта мектептер мен интернаттарда биология пәнін оқытуду қолдануға болады.

1 Ген инженериясында генді алу жолдары

Биотехнология атауын ең алғаш венгр Карл Эреки 1919 жылы тірі организмдердің көмегімен өндірілетін жұмыстарды анықтау үшін қолданған. 1986 жылғы шығарылған Биологиялық энцеклопедиялық сөздіктң, өндірістегі биологиялық процестерді және тірі организмдерді қолдануды айтады. Европалық биотехнология одағы осы күнгі биотехнологияны табиғаттану ғылымдарын (биологияны, химияны, физиканы) және инженерлік ғылымдарды (мысалы, электрониканы) биоөнеркәсіптегі биожүйелерге қолдану деп біледі, ал Европалық комиссия – биологиялық қауымдастықты қажетті өнімдермен және қызметтермен қамтамасыз ету деп толықтырады.
Биотехнология алғашқы кезеңде негізінен микробиологияның және энзимологияның жетістіктеріне сүйенсе, ал соңғы 20-25 жылда ол өзінің дамуына итеруші күшті қарқынды дамып келе жатқан биологиялық ғылымдардан алады, олар: вирусология, молекулалық және клеткалық биология, молекулалық генетика.
Бүгінгі XXI ғасырға ұмтылған биотехнология ғылыми-технологиялық процестердің алдыңғы қатарынан орын алады.
Ген инженериясының әдістерінің ашылуы биотехнология деген ерекше өндіріс түрінің дүниеге келуіне ықпал жасап отыр. Биотехнология дегеніміз микроорганизмдердің және таза белоктардың (ферменттердің) жүргізетін биологиялық процестерін халық шаруашылығының әр түрлі салаларында пайдалану.
Мал шаруашылығында алдағы 10-15 жыл ішінде биотехнологияның алға басуы (процесі) гендік, клеткалық және эмбриогенетикалық инженерияның дамуымен анықталмақшы.
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 молекулалық биологияның жетістіктерімен байланысты. Бұл атаудың екі түрі қолданылады: генетикалық инженерия және ген инжерениясы. Соңғы кезде генетикалық инженерия жалпылама түрде қолданылып жүр, ген инжернериясы да осының ішіне кіреді.
Молекулалық биология ғылыми жетістіктерінің нәтижесінде пайда болған ген инженериясы организмнің бағалы қасиетін сақтап қана қоймай оған жаңа әрі саналы қасиет те бере алады. Инеженерия деген атау құрастыру деген мағынаны білдіреді. Яғни ген инженериясы дегенді ген құрастыру деп түсіну қажет. Ген инженериясының дәуірі басталмай тұрып 1969 жылы Г. Корана нуклеотидтерді белгілі бір жүйемен орналасқан ДНҚ синтезінің методологиясын жасап берген. Жекеклеген дербес амин қышқылы – ашытқының аланиндік тРНҚ-ның бастауыш жүйесі ашылғаннан кейін Г. Корана химиялық жолмен осы РНҚ-ның көлемі 77 полинуклеотидтен тұратын кодтық бөлігін синтездеді. Кейіннен 1979 жылы осы лабораторияда ішек таяқшасының тирозиндің тРНҚ-сы синтезделді және ол Т4 бактериофагының құрамына енгізіліп, бактерияның клеткасында жұмыс істеді.
Ген инженериясының дүниеге келген уақыты 1972 жыл деп есептеледі. Сол жылы Т. Берг алғаш рет пробиркада үш түрлі микроорганизмнің ДНҚ-ларының фрагменттерінен жаңа гибридтік ДНҚ құрастырды. Бірақ маймылдың рак вирусының, бактерифагтың және ішек бактериясының гендік ДНҚ-ларынан құрастырылған ол гибридтік ДНҚ-ның клетка ішінде ойдағыдай жұмыс істей алатындығы тексерілмеді, себебі құрамында рак вирусының нуклеин қышқылы болғандықтан ғалымдар тәуекелге бармады.
Клеткада жұмыс істей алатын гибридтік ДНҚ-ны 1973-74 жылдары С. Коэн мен Г. Бойер құрастырды. Олар басқа оргаинзмнен бөліп алған ДНҚ фрагментін (генін) бактерия плазмидасының құрамына енгізді. Ол плазмидадағы бөтен гендердің алғаш рет жаңа организм ішінде жұмыс істей алатынын көрсетті. Соның артынша-ақ дүние жүзінің көптеген лабораторияларында жұмыс істей алатын әр түрлі плазмидалар алынды. Совет елінде ондай бөтен гені бар плазмида академик А.А Баевтың басшылығымен жасалды.
Ген инженериясы деп рекомбинантты ДНҚ - лар жасап, оларды басқа тірі клеткаларға енгізуді айтады.
Ген инженериясы шешетін мәселелер:
генді химиялық немесе фрагментті қолдану жолымен синтездеу;
әр түрлі организмнен алынған ДНҚ фрагменттерін бір-бірімен жалғастыру (ДНҚ рекомбинанттарын алу);
бөтен генді жаңа клеткаға векторлық ДНҚ арқылы жеткізу және олардың қызмет жасауын қамтамасыз ету;
клеткаларға гендерді немесе генетикалық жүйелерді енгізу және бөтен белокты синтездеу;
бөтен генге ие болған клеткаларды таңдап бөліп алу жолдарын ашу.
Генді алу жолы. Ген инженериясында генді мынадай әдістермен алуға болады:
клеткадағы ДНҚ-дан тікелей кесіп алу;
химиялық жолмен синтездеу;
иРНҚ-дан кері транскриптаза арқылы синтездеу.
Бірінші әдіс ген инженериясының дамуының алғашқы кезеңінде қолданыла бастады. Белгілі организмдердің ДНҚ-сын түгелімен әр түрлі рестриктазалармен үзіп, әр түрлі фрагменттер алады. Сонан соң оны клетка ішіне арқалап кіргізе алатын сақиналы (дөңгелек) плазмидалармен жалғайды. Ол үшін плазмиданы да рестриктазалармен үзеді, оған әлгі ДНҚ фрагменттерін қосып жалғап, қайтадан бүтін плазмидалар алады. Бұл плазмиданың әрқайсысының құрамында бір немесе бірнеше бөтен ДНҚ фрагменті (гені) болады. Одан кейін ол плазмидаларды қайтадан бактерияға енгізеді. Осының нәтижесінде бактерия клеткасының әрқайсысында басқа организм генінің бір түрі болады. Осындай әр түрлі бөтен гендері бар бактерия клеткаларының жиынтығы немесе коллекциясын гендер банкі, кейде гендер кітапханасы деп атайды. Зерттеушілер ол банкіден керек уақытында қажет белоктың генін жаңадан тауып алады. Осындай гендер банкі қазір Рессейде, Батыс Европада және АҚШ-та жасалған.
Химимиялық жолмен жасанды генді 1969 жылы Г. Корана синтездегені жоғарыда айтылды. Бірақ оған жалғасқан промотор тізбегі мен транскрипцияны аяқтайтын кодондар болмағандықтан, ол клетка ішінде ешбір қызмет көрсете алмады. Гендерді химиялық синтездеуге нуклен қышқылдарындағы нуклеотидтердің орналасу тәртібін анықтау әдісін тапқан Д. Джильберт пен Ф. Сэнгер. Ғалымдар генді белоктың құрамындағы амин қышқылдарына қарап отырып синтездеуді де үйренді, (3 нуклеотид – 1 кодон – 1 амин қышқылы деген заңдылық бойынша). Соның ішінде қолдан синтезделген ең ұзын ген, адамның самотропин (өсу) гені, ол 584 нуклеотидтен тұрады. Оны бактериядағы басқа геннің промоторына жалғастырып, плазмида арқылы бактерия клеткасына енгізді. Соның нәтижесінде бактерияның бір клеткасы 3 млн-ға дейін адам инсулині де химиялық жолмен синтезделіп, әлгі айтылған жолмен бактерияға енгізілді.
1979 жылы біздің елімізде Ю. А. Овичиников пен М. Н. Колосовтың басшылығымен ферменттердің көмегімен химиялық жолмен адам мен жануарлардың гормонының гендері – энкефалин және брадикинин синтезделді. Химиялық-ферменттік синтездеу ұсақ гендерді алу үшін ген инженериясында кеңінен қолданылады. 1970 жылы Г. Темин. Т. Митузутани және Д. Балтимор кері тратранскриптаза (ревертаза) ферментін ашты. 1972 жылы кейбір онкогенді (рак) вирустар кері транскриптаза ферментінің көмегімен РНҚ-ның үлгісінен ДНҚ синтездейтіні ашылды. Одан әрі жүргізілген зерттеулер ДНҚ көшірмесінің пайда болу үшін онкогендік вирустардың ғана РНҚ-сы емес, сондай-ақ жасанды полирибонуклеотидтердің де үлгі бола алатындығын көрсетті. Бұл кез келген жас гендерді олардың РНҚ – көшірмелерін пайдала отырып, ферменттік синтездеуге болатынына мүмкіншілік туғызды. Жасанды генді рак вирустарынан бөліп алынған кері транскриптаза ферменті арқылы синтездеу қазір кеңінен қолданылып жүр. Кері транскриптазаның РНҚ-ға қарап, оның тізбегіне сәйкес ДНҚ тізбегін жасайтынын айттық. Яғни, кез келген организмнен РНҚ-дан оған сәйкес генді (ДНҚ-ны) жасауға болады. Осы әдіспен самототропиннің гені жасалынып алынды. Ол үшін гипофиздің рак клеткаларынан бөлініп алынған самотропиннің иРНҚ-сы пайдаланылады (иРНҚ рак клеткаларында өте көп синтезделеді екен).
Ферментті синтездеп пробиркада РНҚ молекуласынан ДНҚ генінің комплементарлы тізбегін жазып алуды транскрипция дейді. Синтездеу үшін қолданылатын жүйе құрамында ДНҚ-ға кіретін төрт нуклеотид, магний ионы, кері транскриптаза ферменті және генмен кодталған көшірмесін алатын иРНҚ бар. иРНҚ-дан кері транскриптаза, оған сәйкес ДНҚ тізбегін синтездеп, сол ферменттің көмегімен ДНҚ-ның екінші тізбегі синтезделінеді. Осының нәтижесінде иРНҚ-да синтезделген ген құрылымына ұқсас ген пайда болады. Осы әдіспен көптеген елдің лабораториясында бірнеше гендер тобы алынды.
В. А. Энгельгардтың басшылығымен ревертаза жобасы жасалынған. Осы ферменттің көмегімен гендер синтезделеді. Осының нәтижесінде 1974 - 1978 жылдар аралығында көгершіннің, үй қоянының және адамның глобин гені, сонымен қатар тышқанның бауыр митохондриясының гені, иммундық белок генінің бөлшектері және т. б. гендер синтезделеді. Ревертазаның көмегімен синтезделген гендердің реттеуші учаскесі болмайды, сондықтан олардың қалыпты жұмыс істеуі үшін реттеуші элементтер жалғау керек. Ол элементтер химиялық синтез жолымен немесе бактерия клеткаларынан алынады, бұның өзі едәуір қиындыққа соғады. Жоғарыда айтылған әдістерден басқа, генді трансдукция фагтарының көмегімен алуға болады. Бқл әдіс 1969 жылы ДЖ. Беквитц бірінші рет лактоза генін (лакген) ішек таяқшасынан бөліп алды. Алайда, бұл әдіс үнемі қолдануға жарамсыз, себебі ол фагты белгілі бір жерге орналастыруды талап етеді. Сондықтан, керекті гендерді тасымалдауға жарамды ДНҚ фрагменттерін алудың басқа әдістері қолданылады. Содан кейін осы ДНҚ бөлшектерін қолайлы векторға орналастырып көбейтіп, клетка - рецепиенттер құрамына кіргізеді.
Рестрикция ферменттері (рестриктазалар). Рестрикциялау – модификациялау құбылысы 50-ші жылдары байқалған болатын. Рестрикция тоқтату деген мағынаны береді, ал модификация – молекуланың белгілі топтарын химиялық жолмен немесе оларға басқа топтарды жалғау арқылы өзгерту. Рестрикция мен модификациялау құпиясын В. Арбер ашты. Бактерияның өзінің нуклеин қышқылын бөтен фагтардың (вирустардың) нуклеин қышқылынан ажырататын арнайы ферменттері болады. Рестрикция ферменттері фагтың нуклеин қышқылын үзіп, оның клеткада көбеюіне жол бермейді. Рестриктазалармен қатар бактерияларда метилаза деген фермент бар. Ол бактерияның өзінің ДНҚ тізбегіндегі азоттық негіздергебелгілі мөлшерде әрбір репликациядан кейін метил тобын (СН3) жалғап, модификациялап отырады. Метилденген ДНҚ-ны рестриктаза өзінікі санап оған тиіспейді. Бұл бактериялардағы өзіндік бір иммундық жүйе іспеттес. Дегенмен, кейде бактерия клеткасына енген фагтың кейбір нуклеин қышқылы кездейсоқ метилденіп кетеді. Осы қателігінен бактерияның өзі фагтың әсерінен қырылып қалады. Осы құбылысты О. Смит, Д. Натанс және В. Арбер ашты. Рестриктазалар табиғаттың ген инженериясына арнап жасаған таптырмас құралы. Бактерия әр түрлі болғандықтан олардың рестриктазалары ДНҚ-ны әр түрлі жолмен үзеді. Қазір 500-ден аса рестриктазала түрі белгілі және олар ДНҚ-ны бір-бірінен өзгеше 120 жерінен үзе алады. Яғни зерттеуші рестриктазаны таңдай отырып ДНҚ-дан қалаған ферментті немесе генді бүлдірмей бүтін күйінде кесіп алады. Генді бөліп алу мен ген өркенін (клондарын) алу үшін әр түрлі объектілер (бактериялардан, сүтқоектілер клеткаларынан, құстардан т.б. алынған) және әр трүлі вирустар жұқтырылған ортада өсірілетін ерекше ферменттер құрал ретінде пайдаланылады. Негізінде олар үш түрлі ферменттер: рестриктазалар, лигаза және кері транскриптаза. Рескриптазалар – дезоксирибонуклеазалардың ДНҚ молекуласын қысқа немесе ұзын бөлшектерге тіпті жеке нуклеотидтерге дейін кесетін ферменттердің бір түрі. Рестриктазалардың ерекшеліктері ДНҚ молекуласын кез келген жерден кеспей тек белгілі нуклеотидтер орналасу тәртібі бар. әрбір рестриктазаның таңдайтын нуклеотидтер, әр түрлі рестриктазалар үзетін жеріндегі нуклеотидтердің құрамында айырмашылығы болады. Мысалы, Е. Coli рестриктазасы ДНҚ молекуласын ГААТТЦ учаскесінде үзеді, Ват – НІ-ГГАТЦЦ учаскесінде. Қазір әр түрлі рестриктазалардың жүзден артық өзіндік бірізділігі белгеілі. ДНҚ тізбегінің ұзына бойында нуклеотидтен тұратын жүйелілік (бірізділік) 1256-ға, ал алты нуклеотидтен 14096 тең болады. Сондықтан рестриктазалар ДНҚ-ны бірнеше жүздеген немесе мыңдаған нуклеотидтер жұптарынан тұратын бөлшектерге үзеді.
Лигаза – ДНҚ- полимераза тәріздес фермент. Бірақ ДНҚ-ны ДНҚ-дан емес, РНҚ-дан синтездейді. РНҚ-полимеразамен салыстырғанда ол кері бағытта жұмыс істейді, яғни ДНҚ-дан РНҚ-ға емес, РНҚ-дан ДНҚ-ға. Кері транскриптаза ферментінің қалыпты сау клеткалары бар ма, және оларды ДНҚ синтезі РНҚ-да жүре ме? Бұл күмәнді сұрақ әлі толық шешілмеген.
Алайда бұл фермент, эукариоттар клеткаларында оларға ДНҚ арқылы көбейетін РНҚ-сы бар вирустарды жұқтырғаннан кейін пайда болады. Бұл вирустардың геномы кері транскриптазаны кодтайды, соның көмегімен вирустың ДНҚ-үлгісі құрылады да, кейін вирустар молекулаларының РНҚ - сы синтезделеді.

Эмбриогенетикалық инженерия

Эмбриогенетикалық инженерия – жануарлар геномын, олардың өсіп өнуіне онтогенездің (жеке даму) алғашқы сатыларында белсенді араласу арқылы қайта құру – клондау арқылы ұрықты (эмбрионды) реконструкциялау, біріктіру немесе олардың ядроларына бөгде ДНҚ-ны енгізу. Бірақ эмбрионалдық өркендерді, химерлерді немесе трансгендік жануарларды алу, тек қана реконструкцияланған эмбрионды ұқыпты трансплантациялау нәтижесінде ғана мүмкін.
Трансплантация (лат. Transplantare – көшіріп отырғызу) – жоғары өнімді малдардың (донорлар) бір немесе бірнеше эмбрионды алып өнімі төмен малдарға (рецепиенттерге) салу арқылы жүргізіледі. Трансплантацияны қолдану генетикалық құнды бір аналықтан ондаған есе көп ұрпақ алуға мүмкіндік береді.
Трансплатация технологиясы жануарлар өсіп-өну биологиясының зор табыстарына неегізделген оның ішіне мынадай тәсілдер кіреді:
гормондар арқылы суперовуляция (лат. super – көп, оvum - жұмыртқа) туғызу;
ұрпақтары бойынша бағаланған аталықтардың ұрығы мен донорларды ұрықтандыру;
эмбрионды тауып алу және оның сапасын анықтап, сақтау және рецепиентке көшіріп отырғызу немесе оны сұйық азотта криоконсервациялау (гр. Kryos – суық, consеrvare - сақтау), жібіту және отырғызу.
Ұрықты трансплатациялауды төмендегі мақсаттар үшін пайдаланады:
генетикалық құнды тұлғаларды көбейту үшін; осы әдістің көмегімен жоғарғы өнімді, ауруға төзімді аталық іздерді (линиялар) және ұяларды (семейства) шығаруды тездету;
алғашқы эмбриондарды бөлшектеу арқылы ұқсас жануарларды алу.
Бұл әдіс генотип – қоршаған орта өзара қатынасын, тұқым қуудың шаруашылыққа пайдалы белгілерге әсерін зерттеуге мүмкіндік береді.
Эмбриондарды бөлу технологиясы алынған жарты бластоцистаны терең мұдатып, ал екінші жартысынан жануар өсіруге мүмкіндік береді. Егер аталық (бластоцистаның бір жартысынан алынған) генетикалық жағынан құнды болса, онда оның көшірмесін белгілі бір уақыттан кейін екінші жартысынан өндіуге болады;
аз популяциялардың және тұқымның генофондының мутантты гендерін сақтау;
генетикалық құнды, бірақ бедеу жануарлардан ұрпақ алу;
зиянды рецессивті гендерді және төзімділігін арттыру;
ауруларды болдырмай үшін сыртқа шығарылатын және ішке кіргізілетін малдардың орнына бұл мақсаттар үшін олардың криоконцервацияланған ұрықтанрын қолдану;
ұықтың жынысын анықтау және белгілі жыныстағы жануар алу;
түраралық трансплатация;
әр трүлі алғашқы сатыдағы эмбриондардан, әр трүлі жануарлар бластомерлерінен құралған химерлік жануарларды алу.

Жанурлар клеткасына негізделген биотехнология

Жануарлар клеткалары – биологиялық белсенді заттар өндірушілері. Қазіргі кезде ғылыммен практикаға маңызды белоктарды кодтайтын (құпиялайтын) көптеген гендер өркендері (клондары) алынған. Осындай гендерді жануарлар клеткаларына тасымалдап орналасу арқылы биологиялық белсенді белоктар алуға болады.
Иммунологияға негізделген биотехнологияның кең тарап келе жатқан тармағы – иммунобиотехнология деп аталады. Бұл тармаққа әр түрлі індетті ауруларды жан-жақты зерттеуге арналған тест – жүйелерді (диагностикумдарды) дайындау, поликлондық (көп өркенді) және моноклондық (бір өркенді) вакциналар шығару жатады
Моноклондық антиденелер – клеткалардың бір өркенінен синтезделетін иммуноглобулиндер. Моноклондық (бір өркендік) антидене антиген молекуласындағы бір ғана антигендік анықтағышпен (детерминантамен) байланысады. Антиденелерді алу үшін ерте кезден үй қояндары, ешкілер, қойлар пайдаланылды. Қан құрамына бөгде белок – антигеннің кіруіне имммундық жүйе В-лимфоциттерді көбейту арқылы әсер етеді, ал В-лимфоциттерде антиденелер шығарыла бастайды. Антигеннің үстінде әдетте бірнеше белсенді учаскелер (белсенді анықтағыштар) бар, олар әр қайсысы қарсы антиденелердің пайда болуына итермелейді. Осы жағдайда әрбір В-клетка және оның ұрпақтары антиденелердің бір ғана түрін шығаруға мамандалады. Осының салдарынан көптеген антиденелер түзетін В-клетка түрлері пайда болады, олардың саны антигендегі детерминанттар санына тең. Нәтижесінде қаннан алынатын антисарысудың құрамында әр трүлі детерминанттарға қарсы антиденелер қоспасы болады. Мұндай антиденелерді полиспецификалық (көп жақты) немесе жиірек – поликлондық (көп өркенді) деп атайды.
Дәстүрлі әдіспен моноспецификалық немесе моноклондық деп аталатын антиденелерді алуға болмайды. Ол үшін антидене қоспаларын ажырату немесе В-клеткаларды жеке түрлерге бөлу керек. Бұл мәселені 1975жылы Георг Келлер және Цезар Милштейн гибридомалар жасау әдісі арқылы шешті.
Гибридомалық технология – ісік клеткаларымен В-лимфоциттерді қосу негізінде клеткалық будандарды немесе гибридомалады алу әдісі. Ісік (рак) клеткалары лимфоциттерге организимнен тыс шексіз көбею қасиетін және олардың культуралық (өсірілетін) ортасына антиденелерді бөліп шығаруын қадағалайды. Гибридомаларды организмнен тыс жағдайда өсіргенде әрбір будан клеткадан ерекше өркен моноклондық (бір өркендік) антидене алуға болады. (Моно өркендік антиденелер антигеннің бір ғана түріне маманданған).
Моноклондық антиденелерді алу және оларды қолдану – қазіргі иммунологияның зор жетістіктерінің бірі. Олардың көмегімен кез келген иммуногендік денені (затты) анықтауға болады. Медицинада изотоптармен немесе басқа әдістермен белгіленген моноклонды антиденелерді ракты диагностикалауға және залалды ісіктің орналасқан жерін анықтауға, миокард инфарктін диагностикалауға қолдануға болады. әр түрлі аурулардың қоздырғыштарына: безгек, трипаносомоз (су ауруы), лейшманиоз, токсоплазмоз және т.б. моноклонды антиденелер алынған. Емдеу жұмысында (терапия) моноклонды антиденелерді дәрі-дәрмектермен (мысалы улы заттармен) қосып, антиденелердің ерекше қасиетін пайдалана отырып, ол заттарды тікелей рак клеткаларына немесе патогенді микроорганизмдерге жеткізу арқылы емдеу нәтижелілігін арттыруға болады. Моноклонды антиденені (Н-γ-антиденеге қарсы) ірі қара малдың жатырға дейінгі өсіп өну деңгейінде жынысын анықтауға, сондай-ақ органдарды трансплатациялауда тканьдерді сұрыптау (стандарттау) әдісіне вирустардың, акралардың қоздырғыштарының антигендік карталарын зерттеуге қолдануға болады.

Сүтқоректілердің ұрықтарын өркендету

Сомалық ядроларды жетілген жұмыртқа клеткасына көшіріп отырғызу тәжірибесі көп нәрсені аңғартты. Бұл тәжірибелер ең алғаш амфибиялардың (қосмекенділердің) жұмыртқа клеткаларымен жүргізілген. Егер ұрықтың ерте кезеңдегі ядросын ядросыз клеткаға көшірсе, онда одан әрі қарай даму арқылы (головастик қалыпты бақа пайда болады. Яғни, эмбриональды кезеңнің алғашқы сатыларында ядрода ядрода барлық гендер жиынтығы болады, ал оларды жұмыртқаға отырғызса болашақ бүтін организмге бастама бере алады.
1952 жылы Р. Бригтс және Т. Кинг жаңа пайда болған ұрықтың сомалық клеткаларының ядросын көлбақалардың энуклеиндендірілген (лат. Э – алу + нуклеус – ядро, ядросыздандырылған) жұмыртқа клеткасының ядросын ультракүлгін сәулемен талқандады, одан кейін әрбір жұмыртқаға малтып жүрген кішкене бақаның (головастиктің) ішек эпителийінен (гр. ері - үстінгі, thele – бүртік, емшек бөлініп алынған клетканың ядросын негізді. Кей жағдайларда мұндай ядролар генетикалық ұқсас эмбриондар және ересек бақалардың тууына мүмкіндік берген. Алғашқы рет омыртқалы жануарлардың нағыз өркендері алынды. Содан кейін ересек бақалардың тууына тері клеткаларын in vitro (түтіктің ішінде) өсіру әдісі қолданды. Мұндай клеткалардың ядроларын көшіріп отырғызғанда головастиктердің генетикалық өркендері алынды, бірақ ересек бақалардың тері клеткаларының ядроларын трансплатациялағанда нәтижесі өте нашар болады. Ересек жануарлардың сомалық клеткаларының ядроларын қолданғанда өркендердің дамуы головастиктер сатысымен ғана шектеледі. Ересек организмдердің және тіпті соңғы сатыдағы эмбриондардың ядролары белгісіз себептермен өзінің потенциясын жоғалтады. Соңғы жылдарда анықталғандай ересек амфибиялардың эритроциттерінің ядроларында головастик сатысына дейін эмбрионның дамуын қадағалайтын гендер бар екендігі анықталған, мұндай ядролардың ооциттер плазмасына қосылуы репрессияланған геном бөлшектерінің реактивациялануына (белсенділігінің төмендеуіне) жетелейді.
Соңғы 10-15 жылда ядроны қайта қондыру әдісі жасалды, мұнда микрохирургия және клеткалық фрагменттерді (бөлшектерді) біріктіру тәсілі бірдей қолданған, қойлар және ірі қара малдарда ядролар трансплатациясы бойынша зерттеулер басталмақ.
Сомалық клеткалардың ядроларын энуклеиндендірілген зиготаға трансплатациялау жұмыстарының күрделілігіне қарамастан бұл проблеманың қажеттігі айқын, себебі бұл әдіс жоғарғы өнімді малдардың көшірмелерін алуға және генетикалық мүмкіншілігі (потенциалы) мол жануарлар тобын шығаруға жол ашады.
Клондарды (өркендерді) эмбриондардың дамуының ерте сатысында бөлу арқылы алуға болады. Егер эмбриондар (блатомерлер) клеткаларының саны 16 - дан аспаса, олар әлі жіктелмейтіндігі анықталған. Мұның өзі эмбриондарды (блатулаларды) 2 немесе одан да көпке бөлшектеп бірегей егіздерді алуға қол жеткізді. Қазіргі кезде монозиготалы бұзаулар, құлындар, қозылар және торайлар егіздері алынған. Болашақта, болжам бойынша, эмбрионды ерте сатысында in vitro өсіріп, жағдай туғызу арқылы, жарты эмбриондарды одан әрі қарай бірнеше қайта бөлу мүмкіншілігі туады. Мұның өзі трансплатацияға жарамды ұрықтардың санын көбейтеді, олар бір эмбрионның өркені болғандықтан, ауыл шарууашылық малдарының эмбриондарының клондарын көптеп алуға мүмкіншілік туады, ал оның ықпалы табысты селекцияға жақсы әсер етеді. Аталған әдістердің келешегі мол, бірақ олар әлі практика жүзінде пайдалануға толық дайын емес.

1.3.1 Химерлік жануарлар

Химерлік жануарларды алу әдісі көптен академиялық қызығушылық танытқан мәселе. Бұл әдістің мәні – генотиптері әр түрлі эмбриондарды біріктіру арқылы генетикалық мозаиктерді (фр. Mosaique – ит,  mosaico - өрнек, ала-құла) аллофенді жануарлар (гр. allos – бөгде, phaino – көріну) алу. әдісті 1961 жылы поляк эмбриологы Анджей Тарковский тапқан.
Биотехнологияның болашағы бар бағыттарының бірі жасанды химерлерді алу. Химера деген түсінік құрама жануар дегенді білдіреді. Жануарлар бір тұқымнан немесе тіпті әр түрдің өкілдері болуы мүмкін. 8 - клеткалы эмбриондарды протеолиттік ферменттері (проназа, трипсин) бар ортада тәрбиелеп өсіреді, ферменттер жұмыртқа клеткасының қабығын қорытады. Қабығынан айырылған эмбриондар ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Ген инженериясы туралы
Ген инженериясының пайда болуы
Гендік инженерия ғылымы
Ген инженериясы және оның қазіргі кездегі әдістері
Биотехнология және оның негізгі бағыттары
Гендік инженерия жайлы
Ген инженериясының кезеңдері
Гендік инженерия туралы жалпы түсініктеме
Генетикалық инженерияның деңгейлері және хромосомалық,клетка инженериясы
Гендік инженерия туралы мәлімет
Пәндер