Gen injeneriyasi va biotexnologiya.
Reja.
1. Biotexnologiya va Xujayra injeneriyasi.
2. Tabiatda uchraydigan gen injenerligi.
3. Gen injeneriyasining vazifasi va uslublari.
4. Gen injeneriyasi yutuklari va uning kishlok xujaligida, meditsinadagi va sanoatdagi aXamiti.
Molekular biologiya va genetika Xozirgi vaktda organizm irsiyatni maksadga muvofik uzgartirish va sun’iy usulda yangi shakllar yaratish davriga kirdi. Shuning uchun bu yunalish meditsina, kishlok xujaligi va sanoatda katta axamiyatga ega.
Xujayra injeneriyasi aloxida ajratib olingan Xujayralar, tukima va protoplastlardan foydalanishga asoslanadi. Xozirgi davrda usimlik tukimalarini sun’iy muXitda ustirish aloXida aXamiyat kasb etmokda, chunki ulardan biotexnologiyada foydalanish mumkin. Bu usulni biotexnologiyadagi aXamiyati uch yunalishda boradi: 1. Birinchi yunalish ajratib olingan usimlik Xujayralarini sun’iy muXitda (in vitro) ustirilganda meditsina, parfyumeriya va boshka sanoat yunalishlari uchun zarur moddalar sintezlashda ishlatiladi: alkaloidlar, steroidlar, glyukozidlar, garmonlar, efir moylar, insektitsidlar va X.k. Masalan: shu maksadda jenshenni Xujayralardan kupaytirish (R.G.Butenko), tamaki Xujayralarini ustirib nikotin kislotasini sintezlashga Yaponiyada erishildi.
2.Ikkinchi yunalish sun’iy muXitda ustirilgan tukimalaridan klonal mikrousimliklar va ekish uchun toza (virus va boshka zararkunandalardan tozalangan) kuchat yetishtirish. Bu klonal mikrousimlik yetishtirish usuli yordamida bir meristemadan yil davomida, tashki muXit ta’siridan kat’iy nazar millionlab usimliklar — maXsulot yetishtirish mumkin.
3. Ajratib olingan Xujayralardan seleksiya maksadida foydalanish turlicha tarkibga ega sun’iy muXitda ustirilgan Xujayralarning genetik jiXatdan Xar xil bulishi xususiyatidan foydalanib: Xujayralar orasidan, kurgokchilikka, shurlanishga, past temperaturaga, fitopatogenlarga va yukori maXsulot beruvchi shakllarini tanlab olish imkoniyati tugildi. Xar xil protoplastlarni biriktirib jinssiz usulda (somatik) duragaylar olib yangi usimliklar yaratish Xam mumkin, bu uslub uzok duragaylashga Xam yul ochib beradi. Shu yul bilan ajratilgan protoplastlarga yangi genlarni olib kirish, bu esa mutlok yangi irsiy xususiyatga ega usimlik turlarini yaratishga imkon beradi. Yukorida kursatilgan usul — yangi Xujayra texnologiyasi amaliy genetika va seleksiya ishida yangi yunalish — Xujayra injeneriyasi bulib koldi. Kishlok xujalik biotexnologiyasida Xujayradan foydalanish usulida ayrim kiyinchiliklar Xam mavjud:
1) Ajratib olingan usimlik Xujayrasini kanday kilib bulinishga majbur kilish?
2) Kanday usulda kupaytirilgan bir guruX (aralash) Xujayralar kallusidan bir butun usimlik olish mumkin?
Bu muammolarni birinchisi Xal kilinmokda, lekin ikkinchisi Xamma vakt Xam amalga oshmayapti. Boshokli don ekinlarida 1 Xu-jayradan usimlik olish kiyin amalga oshmokda Inson uchun zarur bulgan moddalarni Xujayra injenerligi va biotexnologik usullar yordamida keng mikyosida ishlab chikarish biotexnologiya deyiladi.
2) Gen injeneriyasining maksadi rekombinant DNK yaratish va shu asosda organizm uchun foydali yangi belgilarni va xususiyatlar Xosil kilishdir. Tabiatni uzida Xam bu kabi rekombinatsiya yuz berishi kuzatiladi. Viruslar, faglar, bakteriyalar uzidagi genetik moddani boshka organizmlarga utkazish xususiyatiga ega. Genlarni yangi kombinatsiyasini Xosil kilish — rekombinatsiya tabiatdagi barcha tirik mavjudot vakillarida yuz beradi. Bakteriofaglar mikroorganizmlar dunyosida genlarni tashuvchi Xisoblanadi. Amerika olimlari Liderberg va Tatum 1946 yilda bakteriyalarda jinsiy kupayish borligini anikladilar. Bakteriyalarning ayrimlari erkak, ba’zilar urgochi bulib, erkak jinsdagilari urgochilariga uzining genlarini maxsus genetik kurulma — plazmidalar orkali utkazadi. Faglarda boshka mikroblarga genlarni utkazish va jinsiy kupayish usuli mikroorganizmlar dunyosida almashinishni va ularni yashab kolishini ta’minlaydi.
Ayrim plazmidalar bakteriyalarga dori-dormonlarga (kasal-liklarga) chidamlilik genini utkazib, insonlar uchun xafli kasalliklar tarkatishi mumkin. Agar dori-dormonlarga chidamli bakteriya yaratilsa inson uchun uta xafli antibiotiklar Xam ta’sir kilmaydigan kasallik vujudga kelishi mumkin.
3) Gen injeneriyasi fan sifatida 1972 yili O.Stenford universitetida Djekson, Simons va Berg maymun virusi DNK si va ichak tayokchasi bakteriyasi DNK sidan iborat duragay molekula yaratishgandan sung paydo buldi. Tabiatdagi bir avlodga kiruvchi karindosh organizmlar rekombinant DNK sini Xosil kilish kulay Xisoblanadi. Gen injeneriyasining vazifasi esa, karindosh bulmagan uzok turlar rekombinant DNK sini Xosil kilish Xisoblanadi. Bu ish ancha kiyin bulib, agar begona DNK bakteriya Xujayrasiga kirib kolsa, uning tarkibidagi ferment — restriktaza ta’sirida tezda parchalab tashlanadi.
Irsiy moddani (gen, xromosomalar) bir organizmdan ikkinchisiga utkazish yuli bilan tirik organizmlarni uzgartirish texnologiyasi gen injeneriyasi deyladi. Bir turning genlarini ik-kinchi turga utkazish, DNK molekulasining barcha tirik mavjudodlarda — mikroorganizmlardan odamgacha bir xil tuzilganligiga asoslanadi. Gen injeneriyasida kuyidagi usullardan foydalaniladi:
1. Genlarni ajratib olish yoki yangi genni sun’iy sintezlash.
2. Duragay DNK olish.
3. Yangi DNK ni kupaytirish va boshka organizmga utkazish.
1. Genlarni ajratib olish.Organizmga yangi genni yoki bir gruppa genlarni kiritish (transgenoz), ular shu organizmda ishlashi, ya’ni oksilni sintez kilishi uchun «toza gen»larni aloXida ajratib olish zarur. Toza genlarni ajratib olishni bir necha usullari ma’lum:
a) Ximiyaviy sintez usuli.
b) M-RNK asosida DNK ni sintezlash.
v) DNK moddasini fermentlar yordamida kesish (restriktaza) va tikish (ligaza).
2) Duragay DNK olish uchun plazmida va begona — ikkinchi yana bir organizm DNK moddasi olinadi. Ular avval «Restriktaza» fermenti yordamida kesib bir necha bulaklarga bulinadi. Keyin ular aralashtirilib ligaza fermenti ta’sir kilinadi. Ligaza ta’sirida bu ikkita DNK aralashmasi kayta birlashadi va yangi rekombinat DNK Xosil buladi. Yangi rekombinat DNK ni ishga tushirish uchun uni yana boshka bakteriya tarkibiga kiritiladi.
Plazmida tarkibidagi yangi DNK ni bakteriyaga oson utkazish mumkin. Yangi genlarni ishga tushirishni bakteriyalarda oson amalga oshirish mumkin. Chunki bakteriya tez kupayadi. Masalan: ichak tayokchasi bakteriyasi (Ye.Koli) 20 minutda 2 Xujayraga ajralib, 2 sutkada 129 generatsiya beradi.
3) Kaliforniya meditsina maktabi laboratoriyasida 1977 yil Boyer odam organizmida ishlab chikiladigan garmon-somatotropin va insulin genni bakteriyalar yordamida sintezlashga erishdi. Avval bunday gen ximiyaviy usulda sintezlandi. Keyin bu gen ichak tayokchasi bakteriyalaridan olingan — plazmidaga utkazildi va yana bakteriyaga kaytarildi. Sintezlangan gen mikrob Xujayrasida ishlay boshladi va odam oksili garmonlarni sintezlay boshladi.
Olingan «samototropin» usishi sekinlashgan yosh bolalarni davolashda insulin esa kand kasalligini davolashda ishlatilaboshlandi.
4) Xozirgi vaktda gen injeneriyasi usullari yordamida insoniyat tirik organizmlar irsiyatning uzgartirish imkoniyatiga ega bulmokda. Genlarni bir organizmdan ikkinchiga utkazish, shu yul bilan esa yangi shakllar yaratish, inson salomatligi uchun zarur dori-darmonlarni sanoat asosida kuplab ishlab chikarish usullariga ega buldik. Gen injeneriyasi erishgan yutuklar yordamida genlarni bakteriya Xujayrasiga utkazib, fermentlar, garmonlar, dori-darmonlar va boshka maxsulotlarni ishlab chikarish yulga kuyildi.
ADABIYOTLAR
1. Gershenzon M.N. Osnovu sovremennoy genetiki. Kiyev, «Urojay», 1979.
2. Gulyayev G.V. Genetika. M., «Kolos», 1984.
3. Dubinin N.P.Glembotskiy Ya.L.Genetika populyatsiy i seleksiya. M.«Nauka», 1967.
4. Dubinin N.P. ObXaya genetika. M., «Nauka», 1970.
5. Lobashev M.Ye. Genetika. M., «Kolos», 1967.
6. Li U. Vvedeniye v populyatsionnuyu genetiku. M., «Mir», 1967.
7. Maksudov Z.Yu. Umumiy genetika. T., «Ukituvchi», 1980.
8. Morozov Ye.M.,Tarasevich Ye.I.Anoxina V.S.Genetika v voprosax i otvetax. Minsk, 1989.
9. Myuntsing A. Genetika. M., «Mir», 1967.
10. Sobirov P.S., Dustkulov S.D. Genetika asoslari va chorva mollarini urchitish. T., «Mexnat», 1989.
11. Sobirov P.S., Dustkulov S.D.Genetikadan amaliy mashgulotlar.Samarkand, 1990.
12. Simongulyan N.G., Muxamedxonov S.R., Shafrin A.N. ~uza genetikasi, seleksiyasi va urugchiligi. T., «Mexnat», 1987.
13. Xolikov P.X., Sharofiddinxujayev N.Sh. va boshkalar. Biologiya. T., 1996.
14. Muromsev G.S., Butenko R.G., Tixonenko T.I., Prokofev M.I. Osnovu selskoxozyaystvennoy biotexnologii. M., «Agropromizdat», 1990.
15. Kartel N.A. Bioinjeneriya: metodu i vozmojnosti. Minsk, «Urojay», 1989.
16. Uotson Dj., Tuz Dj., Kurts D. Rekombinantnuye DNK. M., «Mir», 1986.
17. Gazaryan K.G. Sovremennaya embriologiya v praktike. M., «Znaniye», 1989.
