40. Организмде жүретін биологиялық процесстерді (репликация, транскрипция) нанотехнологияда қолданылуы.

Тұқым қуалаушылық аяқталуы, екі еселенуі және ұрпақтан-ұрпаққа берілуі нуклеин қышқылдарына байланысты. Тұқымқуалаушылық клеткада жүретін репликация – генетикалық ақпаратты дәл көшіруді және оны ұрпақтан ұрпаққа берілуін қамтамасыз ететін нуклеин қышқылдары макромолекулаларының өздігінен жаңғырылуы.

Транскрипция – ДНК-да жазылған генетикалық ақпаратты жұмсаудың алғашқы кезеңі.

Трансляция – ақпараттық РНҚ молекуласындағы нуклеотидтердің бірізділігі түрінде, жазып алынған генетикалық ақпаратты есептеу процесімен байланысты.

ДНҚ құрамына кіретін тұқым қуалаушылық ақпарат оның 2 еселенуі – репликация арқасында ұрпақтан ұрпаққа беріледі. ДНҚ нуклеотидтерінің кезектесіп оррналасуы түрінде жазылған тұқым қуалаушылық ақпарат – транскрипция үрдісі кезінде ДНҚ-ның нуклеотидті кезегіне қайта жазылады. Ол өз кезегінде тиісті ақуыз молекулаларының, амин қышқылдарының кезегін анықтайды.

Эукариот клеткаларында ядро қабатының бар болуы салдарынан транскрипция мен трансляция клетканың әр түрлі құрылымында жүреді және уақыт шамасы да әр түрлі болады. ,

Ақуыздар синтезі – трансляция ДНҚ-да сақталады, ал ақпаратты қайта жазу - транскрипция үрдісімен байланысты, яғни, ДНҚ-ғы генетикалық ақпарат а-РНҚ-ға көшеді.

Транскрипция дегеніміз – клетка ішінде тұқым қуалаушылық ақпаратын тарату процесі кезінде ДНҚ-ның матрицасында жүретін РНҚ-ның биосинтезі. ядрода жүреді, Транскрипция орындалу үшін оқуға болатын ДНҚ-ның ақпараты болуы керек. ДНҚ-ның құрамындағы ақуыздың құрылымы туралы ақпарат РНҚ –ға көшіріледі. Бұл жағдайда 1 геннен

м-РНҚ-ның көптеген молекуласы «көшіріледі», одан кейін ядродан цитоплазмаға тасымалданады.

41.Гендік инженерияның жетістіктерін нанотехнологияда қолдану.Гендік (генетикалық) инженерияны – молекулалық және клеткалық инженерия белгілі бір мақсатпен жасанды айқын қасиеттері бар генетикалық материалдарды алдын ала құрастырып, оларды басқа клеткаға енгізіп, көбейтіп, зат алмасу процесін өзгеше жүргізу. Бұл әдіспен организмдердегі тұқым қуалайтын информацияны көздеген мақсатқа сай өзгертіп, олардың геномдарын белгілеген жоспармен қайта құруға болады. Гендік инженерия ол функциональдық активті генетикалық құрылымдарды рекомбинаттық (ата-ана екі ДНК молекулалары арасынан пайда болған будан) ДНК молекулалары түрінде қолдан құрастыру. Гендік инженерияның мәні жеке гендерді бір организмнен алып, басқа организмге көшіріп орналастыру. Бұл рестриктаза деген фермент пен лигаза ферментінің ашылуы негізінде мүмкін болды. Рестриктаза ферменті ДНК молекуласын нақты белгіленген жерлерін кесіп алады да, осылай фрагменттерді (рестрикция сайттарын) түзеді. Ал лигаза ферменті гетерогендік ДНК-ның фрагменттерін бүтін тігеді. Құрамында шығу тегі әр түрлі ДНК-лары бар молекуланы рекомбинаттық молекула деп атайды. 2.Рекомбинаттық ДНК= прокариоттардың және/немесе вирустардың ДНК-ы (вектор) + эукариоттардың ДНК-ы (бөтен ДНК). Вектордың көмегімен эукариоттардың бөтен ДНК-ы клеткаға еніп, геномға интеграциялана алады. Сонымен, прокариоттар мен вирустардың зерттелетін ДНК молекулалары нақты белгіленген жерден кесіліп, одан кейін бұл жерге эукариоттардың қажетті бөтен гені енгізіледі, осылайша рекомбинаттық (гибридтік) ДНК түзіледі. Түзілген рекомбинаттық ДНК тірі клеткаға енгізіледі, жаңа геннің экспрессиясы (көріну күші) басталғаннан соң, клетка сол ген белгілеген белокты синтездей бастайды. Сонымен, клеткаға рекомбинаттық ДНК молекуласы түрінде жаңа генетикалық информацияны енгізіп, соңында жаңа белгісі бар организмді алуға болады. Мұндай организмді трансгендік немесе трансформацияланған организм дейді. Осылайша, гендік инженерияның дамуына негіз болған молекулалық биология мен молекулалық генетиканың мынадай жетістіктері бар: 1. Рестриктазалар мен лигаза ферменттерінің ашылуы; 2. Гендерді химиялық заттарды және ферменттерді қолдану арқылы синтездеу; 3. Бөтен генді клеткаға тасымалдаушы-векторларды пайдалану; 4. Бөтен генге ие болған клеткаларды таңдап, бөліп алу жолдарының ашылуы. Алғашқы рет рекомбинаттық ДНК 1972 жылы АҚШ-та П.Бергтің лабораториясында жасалды.Гендік инженерия.Соңғы жылдары молекулалық биология мен генетика ғылымдарының жетістіктеріне байланысты гендік инжерения ғылымы пайда болды. Гендік инженерия организмдердің жаксы қасиеттерін сақтап қалумен қатар оған сапалы қасиет бере алады. "Инженерия" термині құрастыру деген мағынаны білдіреді. Гендік инженерияның мақсаты — алдын ала белгіленген үлгіге сәйкес генотипі жағынан жақсарған организмдер алу. Алғаш рет гендік инженерияның тәсілдерін пайдаланып инсулин алды. Инсулин гормоны адамның ұйқы безінде жасалынады. Егер инсулиннің түзілуі бұзылатын болса, адам диабет ауруына шалдығады. Қазір дүние жүзінде 60 млн-нан астам адам диабетпен ауырады. Осы уақытқа дейін инсулин гормонын сиыр мен шошқаның ұйкы безінен алатын. Ал инсулинге тәуелді адамдардың саны жылдан-жылға арта түсуде. Осы себептерге орай адамның инсулин генін бактерияға гендік инженерия әдісімен көшіру керек болды. 1982 жылы адамның инсулин синтездейтін генін ішек таяқшасы бактериясының генотипіне енгізді. Сонда көлемі 1000 л бактерия себіндісінен 200 г-ға дейін инсулин өндіруге болады екен. Бұрынғы әдіс бойынша есу гормонының мұндай мөлшерін өндіру үшін сиырдың немесе шопщаның 1600 кг ұйқы безі қажет болар еді. Инсулиннен кейін гендік инженериялық әдіспен самотропин деп аталатын өсу гормонын бактерияларда синтездеу қолға алынды. Самотропин ірі қара малдардың сүтінің артуына қой мен шошканың еттілігінің жақсаруына әсер ететіні анықталды.