ДНҚ жасау

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Марат Оспанов атындағы Батыс Қазақстан Мемлекеттік Медицина университеті

Студенттің өзіндік жұмысы

Мамандығы : Стоматология

Дисциплина : Микробиология

Кафедрасы : Микробиология, Иммунология, Вирусология

Тақырыбы: Молекулярлы-генетикалық зерттеу әдістері. (ПТР, ДНҚ-ДНҚ-гибридизация) . Гендік инженерияның медициналық микробиологияда, вирусологияда, иммунологияда және биотехнологияда тәжірибелік қолданылуы.

Орындаған : Доскалиева А. Б.

Группа : 203

Бағасы:

Тексерген: Ажмуратова Мадина Асановна

Оқытушы қолы :

Күні:

Ақтөбе 2016ж

Жоспары:

Кіріспе
Негізгі бөлім

1. Адамдың тұқым қуалаушылығын зерттеу әдістері

2. Гендік инженерия

3. Гендік инженерияның жұмысы

4. Генетикалық инженерия туындау кезеңі

5. Молекулярлы-генетикалық зерттеу әдістері

Қорытынды

Кіріспе

Генетика - бүкіл тірі ағзаларға тән тұқым қуалаушылық пен өзгергіш-тікті зерттейтін биология ғылымының бір саласы. Ағзалардың тұқым қуалаушылығы мен өзгергіштігі туралы ғылымды генетика деп атайды (грекше “genetіkos” - шығу тегіне тән) . Бұл атауды 1906 жылы ағылшын биологы У. Бэтсон ұсынды.

Тұқым қуалаушылық пен өзгергіштіктің заңдылықтарын ашып, оларды қоғамды дамыту үшін пайдаланудың жолдарын шешуде генетика ғылымы зор үлес қосты. Сондықтан, биология ғылымының басқа салаларының арасында маңызды орын алады. Жербетіндегі тірі материяның дамуы олардың үздіксіз ұрпақ алмастыруымен қатар жүріп отырады. Тіршілік организмдердің көбеюімен тікелей байланысты. Сол арқылы белгілі бір биологиялық түрге тән белгілер мен қасиеттер ұрпақтан-ұрпаққа беріліп отырады. Басқаша айтқанда, ұрпақтар белгілі дәрежеде өзінің ата-анасына ұқсас болып туады. Мұны тұқым қуалаушылық дейді. Көпшілік жағдайда организмнің белгілері мен қасиеттері өзгермей біршама тұрақты түрде берілетіндіктен, ұрпағы ата-аналарына ұқсас болып келеді. Бірақ олардың арасында толық ұқсастық болмайды. Бір ата-анадан тарайтын ұрпақтың бір-бірінен қандай да бір белгісі жөнінен айырмашылығы болады. Организмнің тұқым қуалаушылық қасиеті сыртқы орта факторларының әсерінен үнемі өзгеріп отырады. Оны - өзгергіштік дейді. Көбею барысында организмнің белгілі бір қасиеттерінің тұрақты сақталуымен қатар, екінші біреуі өзгеріске ұшырайды. Осыған байланысты олар жаңарып, түрлене түседі. Тұқым қуалаушылық пен өзгергіштік - бірімен-бірі қатар жүретін, бір жағынан бір-біріне қарама-қарсы, өзара тығыз байланысты процестер.

Негізгі бөлім

Адамдың тұқым қуалаушылығын зерттеу әдістері

1. Будандастыру (гибритизация) әдісі бойынша бір немесе бірнеше белгі бойынша айырмашылығы бар екі ағзаны будандастырады. Будандастырудың нәтижесінде алынған ұрпақ гибридтер деп аталады.

2. Генеологиялық әдіс. Бұл әдіс негізінде адамда болатын түрлі белгілер мен қасиеттердің немесе аурулардың тұқым қуалауын оның шежірелік қатысын құрып, туыстарының арасында таралуын және ата-бабасынан ұрпақтан -ұрпаққа қалай берілгенін зеріттеу жатады. мұндай әдіспен ұрпаққа түрлі аурулардың берілу мүмкіндігін анықтауға болады.

3. Егіздерді салыстыру әдісі. Бұл әдісті бір жұмыртқалы егіздердің (бір жұмыртқадан дамығандықтан) генотипі бірдей болғандықтан әр түрлі белгілердің қалыптасуна сыртқы ортаның әсерін зерттелінеді.

4. Цитогенетикалық әдіс. Бұл әдісте кариотип, яғни хромосомалардың саны, пішіні және мөлшері зеріттелінеді. Адамда пайда болған хромосомдық және геномдық мутацияларды байқауға мүмкіндік туғызады. Мұндай өзгерістер түрлі аурулардың тууына себепкер болады. Сондықтан цитогенетикалық әдісті медицинада диагностикалық мақсатта қолданады.

5. Биохимиялық әдіс. Адамда болатын зат алмасудың бұзылуы түрлі тұқым қуалайтын өзгерістермен тікелей байланысты. Бұл әдіспен гендік мутацияны анықтауға болады. Биохимиялық әдістің практикалық та үлкен маңызы бар. Мысалы, ДНҚ-ға талдау жасау арқылы баланың ата-анасын дәл анықтап табуға болады.

6. Популяциялық әдіс. Бұл әдіспен гендердің және генотиптердің популяцияда кездесу жиілігін зеріттейді. әдіс арқылы популяция генофондында түрлі аурулардың қаншасы гетерозиготалық және гомозиготалық күйде таралғаны жайлы ақпарат береді.

Рекомбинантты ДНҚ

Гендік инженерия

Гендік инженерия - молекулалық және клеткалық генетиканың қолданбалы саласы. Белгілі қасиеттері бар генетикалық материалдарды In vitro жағдайында алдын-ала құрастырып, оларды тірі клеткаға енгізіп, көбейтіп, зат алмасу процесін өзгеше жүргізу. Бұл әдіспен организмдердегі генетикалық информацияны көздеген мақсатқа сай өзгертіп, олардың геномдарын белгіленген жоспармен қайта құруға болады.
Гендік инженерия ол функционалдық активті генетикалық құрылымдарды рекомбинаттық ДНҚ молекулалары түрінде қолдан құрастыру. Гендік иженерияның мәні жеке гендерді бір организмнен алып басқа организмге көшіру. Бұған рестриктаза мен лигаза ферменттерінің ашылуы мүмкіндік туғызады. Рестриктазалар 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 бөлшектерінінің комплементарлық немесе жабысқыш ұштарны ДНҚ лигазасы - бір-біріне желімдеп реттеп жалғасытырып қосады. Осы ферменттердің көмегімен бір ДНҚ молекуласынан қажетті ген бөлініп алынып, басқа ДНҚ молекуласын үзінділерімен құрастырылып рекомбинанттық, яғни жаңа будан ДНҚ жасалады. Одан кейін рекомбинанттық ДНҚ бірнеше әдістермен тірі клеткаға енгізіледі. Жаңа геннің экспрессиясы өтеді де клетка сол ген белгілейтін белокты синтездей бастайды. Сонымен, клеткаға рекомбинанттық ДНҚ молекуласы түрінде жаңа генетикалық информация енгізіп, ақырында жаңа белгісі жаңа белгісі бар организмді алуға болады. Бұндай организмді трансгендік немесе трансформацияланған организм деп атайды, себебі организмдер өзгеріп басқа қасиетке ие болуын трансформация дейді.
Сөйтіп, гендік инженерияның дамуына негіз болған молекулалық биология мен молекулалық генетиканың мынадай жетістіктер:
1. рестриктазалармен лигазалардың ашылуы;
2. генді химиялық және ферменттерді қолдану арқылы синтездеу әдісі ;
3. бөтен генді клеткаға тасымалдаушы векторларды пайдалану;
4. бөтен генге ие болған клеткаларды таңдап бөліп алу жолдарының ашылуы.
Алғашқы рет рекомбинаттық ДНҚ 1972 жылы АҚШ та Стенфорд университетінде П. Бергтің лабораториясында жасалған. Онда проберка ішінде үш түрлі микроорганизмнің ДНҚ лары - лямбда фагтің және шек 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 белогі фазеолинді кодтайтын гендері бар күнбағыс өсімдігі еді.
Гендік инженерия гендерді тасымалдау тәсілі ретінде болашақта екпе өсімдіктердің селекциясының тиімді аспабы бола алады. Қазіргі кезде гендік инженерия алғашқы қадамдарын басып, екпінді дамып келеді.
Гендік инженерияның әдістемелік негізі жарықтың мезофилл клеткаларының немесе каллус ұлпасының протопластары болады. Жаңа генетиканың информацияға ие болған протоплаты өсіріп одан регенерант өсімдігін алуға болады. Генетикалық трансформация үшін сомалық клеткалардан басқа тозаң клеткалары, жұмыртқа клеткасы қолданылады. Сонымен, In vitro өсірілетін клеткаларға гендік инженерияның әдістерін қолданып, өсімдіктің бағалы белгілері бар негізінде жаңа формаларын құруға болады.

Биотехнология қолданылу аясы.

bio1

Гендік инженерияның жұмысы

Гендік инженерияның жұмысы мынадай кезеңдерден тұрады:
1. басқа организмге көшірілетін құрылымдық генді алу;
2. оны вектордың құрамына енгізу, яғни рекомбинанттық ДНҚ жасау;
3. рекомбинанттық ДНҚ-ын өсімдік клеткасына тасымалдау;
4. өсімдік клеткаларында бөтен ДНҚ-ның экспрессиясын талдау;
5. геномы өзгерген жеке клеткалардан регенерант өсімдігін алу.
Гендерді тасымалдайтын векторлар
Бөтен генді клетка ішіне тасымалдап алып баратын арнаулы ДНҚ молекуласын вектор деп атайды. Оған мынадай талаптар қойылады:
1. өз алдына репликациялану, яғни клетка ішіне бөтен генді алып кірген соң клеткамен бірге немесе өзалдына көбейе алатын болуы керек; немесе вектор клетка хромосомасының құрамына еніп, онымен бірге ұрпақ клеткаларға беріліп отыруы керек;
2. трансформацияланған клеткаларды анықтау үшін оның ерекше генетикалық белгілері болуы керек;
3. құрамында рестриктазалар үзе алатын нуклеотидтер тізбегі болуы керек және репликацияға қабілетін жоғалтпауы керек;
4. векторға орналастырылған бөтен ген оның атқаратын қызметін бұзбауы керек, ал вектор болса, ол да енгізілген геннің ішінде дұрыс реттеліп жұмыс істеуін қамтамасыз ететін болуы керек;
5. вектордың көлемі кішігірім болуы керек.

Молекулалық медицина. Гендік терапия.

Генетикалық инженерия туындау кезеңі

Генетикалық инженерия туындау кезінен бастап ғалымдар қоғамда кейбір зерттеулердің қауіптілігіне назар аудартты. Мұндай қорқыныштын туындаған қауіпсіздік пікір 1974 жылы айтылған болатын. Кейін бірнеше сәтті эксперименттен соң in vitro әдісі арқылы рекомбинантты молекуланың ДНҚ алынды. П. Берг бастаған әйгілі молекулярлы биологтар тобы гендік инженерия эксперименттерін жүргізуді шектеуге шақырды. Айтылған пікір екі жақты болды. Алдымен рекомбинантты ДНҚ молекулаларының зертхана сыртында немесе өнеркәсіп орнында шынымен жасушалардың «жоғалып» кетуі ескертілсе, сонымен қатар адам және жануарлар ағзасына келтірілетін зиян бақылаусыз концентрацияда өте жоғары екендігі айтылды. Екіншіден клондалған ДНҚ фрагментіндегі құрылымы мен қызметі туралы білімнің жетіспеушілігі, оларды реципиентті жасушаға енгізгенде олар қалаған затымызды ғана емес, одан да басқа қауіпті (токсиндер, онкоген) өнімдерді синтездеу ықтимал.
1975 жылы бұл мәселелер Халықаралық конференцияларда сөз болды, онда рекомбинантты ДНҚ молекулаларын алу сұрағына тоқталды. Онда биологиялық әр аумағын зерттейтін ғалымдар (медициналық микробиологтар, бактериальді генетиктер, эпидемиологтар, биохимикиер, ботаниктер, даму биологтар т. б. ) жәнезаңгерлер, ақпарат көздерінің мүшелері, мемлекеттік және жеке өнеркәсіп иелері қатысты. Конференцияға қатысушылар гендік инженерия әдісімен жүретін эксперименттер жалғасуы керек деп шешті, бірақ белгігленген ережелер мен ұсыныстарды сақтауы қажет. Бұл ережелер келесі жылдары Англия, АҚШ, Франция мен басқа елдерде жасалынды. Олар бірнеше рет қайта қаралып, жеңілдіктер ұсынылды, себебі жинақталған мәліметтер олардың шектен тыс қаталдығын дәлеледеді, әсіресе дәстүрлі зертханалық штаммдармен жұмыс істеуге қатысты.
Генотипке әсер ету адам, өсімдік, жануарлар мен қоршаған орта үшін қайта қалпына келмес өзгерістерге ұшыратуы мүмкін. Бақылаудан шығып кеткен немесе арнайы дайындалған генетикалық агенттер, тіршілікті жоятын, әдейілеп қолданылуы оларды биологиялық қару деп қарауға құқық береді.
Дамыған елдерде азық-түлік сапасын бақылау оның шығаруына дейін жүзеге асады., ал дамушы елдерде - шыққаннан кейін.
Трансгенді өнімдердің шығуына тыйым салудан жеңілген кей ұйымдар енді оларға арнайы маркировка берілуін талап етіп отыр. ТМД елдерінде биоқауіпсіздік туралы заң қабылдауды - «Гендік-инженерия әрекеті аумағында мемлекеттік бақылау жүгізу туралы».
Қазақстанда гендік-инженерия өнімдері мен препараттарын маркілеу жөніндегі келісім шартқа қол қойды.
Генетикалық модифицирленген микроорганизмдерді қолдануға байланысты қатерді бағалау. Барлық микроорганизмдар адам үшін патогендік көзқарас тұрғысынан төрт қатерлі топқа бөлінеді:
1. 1 қауіп тобы: адам ауруын қоздырмайтындар
2. 2 қауіп тобы: олар мен кім жұмыс жасап отырғандарда ауру тудырады. Алайда микробтра жалпы алғанда азконтагиозды (мысалы, E. coli, Mycoplasma pneumoniae, адам папилома вирусы) .
3. 3 қауіп тобы: адамда ауру тудырады және олармен жұмыс жасушаларға да қауіп тудырады. Қоғамда тарап кету қауіпі бар, бірақ алдын алу шаралары да бар. (Bacillus anthracis, Mycobacterium leprae, АИВ)
4. 4 қауіп тобы: олармен жұмыс жасушаларда ауру тударады, қоғамда тарап кету қауіпі бар, алдын алу шаралары жоқ. (мысалы - геморрагиялық безгек вирусы) . 2-4 топтары патогендік микроорганизмдар біріктіреді. Топтың нөмірі қауіп түрін анықтайды және қорғаныс шараларын да қамтамасыз етеді. Бұл деңгей үшін GLP ( Good Laboratory Practice) ережелер міндетті. Мщдифицирленген генетикалық микроорганизмдерді ұстау деңгейін анықтау үшін « Генетикалық модификацияны халықаралық бақылау камитетінің ережелері» (1993) бар.
Арнайы кесте бойынша вектор типі анықталады (өз бетінше мобилизденуші - өз бетінше хромосомаға тіркелуші, нашар мобилизденуші немесе мүлдем мобилизденбеуші) екеуі де түзілуші векторды керек етеді.
Иесінің түрін де есепке алады (жабайы, әлсіз, ауксотроф), промотор астында трансгенді құрылымды кіргізуші түр (максималды экспрессиялы, күшті, әлсіз, арнайы-сайт, дефектілі) және өнімдердің қатерлілігі (улы заттар, БАВ бұзушы әсері бар, аз бұзушы әсерлі, мүлдем әсерсіз, ДНҚ кодталмайтын бірізділігі) .

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.