3.3 Гендік инженерияның практикалық маңызы

Молекулалық генетика мен генетикалық инженерияның қол жеткен табыстарының арқасында, жасушаға сырттан жаңа генетикалық информация енгізу арқылы организмдердің алдын-ала жобаланған тұқым қуалайтын бағдарламасын жасауға болады. Ондай информацияның қолдан синтезделінуі мүмкін немесе табиғи генетикалық зат ретінде әртүрлі организмдерден бөлініп алынады. Сөйтіп, тәжірибелік (эксперименттік) әдіспен, табиғи-эвюлюциялық жолмен пайда бола алмайтын жаңа генетикалық жүйе жасалады.

Гендік инженерия жетістіктері – денсаулық сақтау, ауылшаруашылығы, биотехнология және микробиологиялық өндіріс салаларында аса зор практикалық мәні бар проблемаларды шешуде маңызды роль атқарады. Гендік инженерия әдістерін жетілдіру денсаулық сақтау мен ауылшаруашылығы үшін қажетті гормондар, ферменттер және антибиотиктерді синтездейтін микроорганизмдердің жаңа штаммдарын алуға мүмкіндік туғызады. Сонымен қатар, жануарлар гендерін бактерияларға ендірудің жіберудің де үлкен практикалық мәні бар. Өсімдік және жануар ақуыздарын бактерия жасушаларында синтездеу мүмкіндігі, экономикалық тұрғыдан тиімді болып есептеледі.

Ауылшаруашылығында, оның ішінде егіншілікте, өсімдіктердің атмосфералық азотты өздері жинақтап алуы басты бір проблема болып есептеледі. Ал азот болса, ақуызды заттың құрамына енетін негізгі компонент. Сол азотты кейбір өсімдіктер, мысалы, бұршақ тұқымдастар топырақ бактерияларымен селбесіп, өздері жинақтайды. Көпшілік өсімдіктерде, соның ішінде әсіресе астық түқымдастарда ондай касиет жоқ, сондықтан олар үшін миллиондаған тонна азотты тыңайтқыштар жұмсалады. Олардың топыраққа 40 пайыздайы ғана сіңіп, қалғаны сумен шайылып кетеді. Екінші жағынан ол экологиялық түрғыдан тиімсіз болып есептеледі, себебі көп мөлшердегі нитратты қосылыстар тірі ағзаларға зиян келтіреді.

Соңғы кезде бұл мәселені шешуде ген инженериясы көмекке келді. 1972 жылы У. Постгейт пен Р. Диксон азот фиксациялауға қабілеті жоқ пішен таяқшасына, азот жинақтай алатын басқа бір бактерияның генін апарып салған, сонда ол азот фиксациялау (ұстау, тұту) қасиетіне ие болған. Осындай зерттеулердің негізінде, аталмыш қасиетті астық тұқымдас өсімдіктерге беру мүмкіндігі бар екендігі анықталды.

Денсаулық сақтау саласында тұқым қуалайтын ауруларды емдеу үшін ген инженериясының үлкен маңызы бар. Қазіргі кезде ауру адамдардан зат алмасудың 1000-нан аса түрлі тұқым қуалайтын өзгерістері анықталған. Соның салдарынан белгілі-бір гендердің мутацияға ұшырауына байланысты ферменттердің, гормондардың немесе ақуыздардың өзгеретіндігі анықталды. Сонда ондай аурулардан мүлдем айығу үшін, сол мутантты гендерді жөндеу керек немесе өзгерген генді сау генмен алмастыру қажет болады. Мысалы, галактоземия ауруында ген өзгеруіне байланысты, жасушада галактоза-1-фосфат уридилтрансфераза ферменті синтезделмейді. Соған байланысты адам организмі сүт қантының құрамына енетін галактозаны сіңіре алмайды. Нәтижесінде галактоза бауыр мен мидың және т.б. ағза мүшелерінің жасушаларына жинақталады. Соның салдарынан адамдардың көзі көрмей калады, бауырдың қызметі бұзылады, есте сақтау қабілеті төмендейді, т.б. күрделі өзгерістер пайда болады.

Жалпы генотерапия адамның денсаулығын түзеуге көмектеседі. Бұл жағдайда адам жасушасына ондағы жетіспейтін қызметті қалпына келтіретін калыпты ген жіберу керек. 1971 жылы Меррил мен оның қызметтестері галактоземия ауруы бойынша адам жасушасында жүргізілген генотерапияның сәтті аяқталғанын хабарлады. Олар галактоземиямен ауыратын адамның фибробластарын алды. Мұндай жасушалардың галактозаны сіңіруге қажетті ферментті синтездеуге қабілеті болмаған. Оны қалыпқа келтіру үшін, құрамында галактоза гені бар Е.СоІі бактериясының фагы алынған. Сондай бактерия генін адам жасушасына жібергенде, ол галактоза ферментін синтездеуге кіріскен.

Австралия оқымыстысы Дой 1973 жылы Меррил тәжірибесін өсімдік жасушаларына қайталап жүргізді. Бұл ретте зерзат ретінде томат өсімдігінің гаплоидты жасушалары алынды. Өсімдік жасушалары лактоза мен галактозада өсуге қабілетсіз. Ал егер ондай ортаға ДНҚ-ның құрамында лактоза мен галактозаны ашыту қабілетін басқаратын гені бар фагты апарып косқанда – жасушалардың өсе бастайтындығы байқалған. Осы зерттеулердің негізінде ген инженериясының әдістерін пайдалана отырып, эукариоттардың жасушаларына тікелей араласуға болатындығы анықталды.

Эукариоттардың гендерін бактерия плазмидтері мен вирустардың ДНҚ-на жіберу жұмыстары, жоғары сатыдағы организмдердің генетикалық материалының молекулалық құрылымын зерттеудің жаңа бір тәсілі болып есептеледі. Ген инженериясының әдістері, гендердің қызметі мен құрылымдық ерекшеліктеріне тереңірек үңілуге мүмкіндік береді. Ген проблемасын зерттеудің мұндай деңгейінің канцерогенездің иммунологиялық қасиетін, аллергияның, практикалық медицинада маңызы бар басқа да құбылыстардың мәнін ашуда ерекше маңызы бар.

Ген инженериясы бойынша жүргізілген жұмыстардың негізінде, биологиялық қауіп тудыратын проблемалардың да бар екенін ескерте кеткен жөн. ДНҚ молекулаларын оңды-солды қолдану, биологиялық тұрғыдан өте қауіпті гибрид молекулалардың пайда болуына әкеп соғуы мүмкін. Өйткені, соның салдарынан биосфераға жаңа патогенді немесе мутантты гендері бар бактериялар мен вирустар қаптап кетуі ықтимал. Кейбір рекомбинантты молекулалар қатерлі ісік (рак) тудыруы да мүмкін. Гендік инженерияның әдістері жаңа биологиялық қарулар жасау мақсатында да қолданылуы кәдік. Егер бұл айтылғандар жүзеге асатын болса, жалпы жер бетіндегі тіршілік атаулыға, соның ішінде ең алдымен адам баласына қауіп төнеді.

Гендік инженерияның қол жеткен табыстарының арқасында болашақта ауылшаруашылығының, биотехнологияның және медицинаның іргелі мәселелері шешілетіні сөзсіз. Осыған байланысты өсімдіктер, жануарлар мен мироорганизмдер селекциясы жаңа сипат алмақ. Бұл ғылымның адамда болатын тұқым қуалайтын аурулармен және басқа да биологиялық кемістіктермен күресуде алатын орны ерекше. Гендік инженерияның, сонымен қатар, әлеуметтік және психологиялық мәселелерді зерттеуге де қатысы бар. Осы аталған мәселелер шешілетін болса, адамзаттың бүкіл органикалық дүниеге үстемдігі артады, сөйтіп ол тірі табиғаттың нағыз иесіне айналады.