Емтихан сұрақтары

1. Биотехнологиялық процестердің табиғаты мен әр түрлілігі.

Биотехнология-ағзада іске асатын биохимиялық процестер мен олардың механизмдері туралы білімді негізге алған индустриялық технология. Биотехнология жетістіктерін, әдістерін, биотехнологиялық өнімдерін медицинада, ауылшаруашылық өндірісте, әртүрлі өнеркісіптерде, экологияда пайдаланады. Биотехнология зертеулері мен алынған нәтижелердің 70% дан астамы фармацевтикалық және биомедициналық препаратарын алумен байланысты. Бірінші биоинженериялық дәрі-генді инженериялық әдіспен алынған рекомбинантты инсулин. Адам инсулинді кодтайтын генді бактерияларға енгізіп, ақуыздық дәрілік препаратты өндірісте 1982 жылдан бастап көп мөлшерде алу мүмкін болды. Қазіргі кезде 100-ден астам рекомбинантты дәрілік препараттар мен вакциналарды медицина пайдаланады. Бұл препараттардың тиімділігі жоғары, қауіпсіздігі мен бағасы төмен. Қазіргі күнде биотехнологияда келесі негізгі әдістерді пайдаланады: микробиологиялық синтез, генді инженериялық, соның ішінде рекомбинантты ДНҚ әдісі, биотрансформация, мутасинтез, инженериялық энзимология, гибридом технологиясы. Жыл сайын биотехнологиялық әдістердің көмегімен алынған медицина пайдаланатын табиғи заттардың түрлері қарқынды кеңеюде, соның ішінде рекомбинантты ақуыздар, моноклоналды антиденелер, антибиотиктер мен гормондар, жартылай синтетикалық дәрілік препараттар, тағы басқа заттар. Қазіргі күнде әр түрлі ауруды емдегенде генді инженериялық ақуыздық препараттарды кең пайдаланады, мысалы, инсулин, соматропты гормон,интерферон, эритропоэтин, қан ұю жүйесінің факторлары. Адам ауруларын емдегенде қосымша зиянды әсері, мысалы аллергия болмау үшін адам ақуыздарын ғана пайдалану керек. Бұл мәселе биотехнологияның әдістерімен шешіледі. Биотехнологиялық дәрі дәрмек ақуыздық препараттардың маңызды класы-адам ферменттеріне сай келетін генді инженериялық ферменттер. Табиғи көзден алынған ферменттермен салыстырғанда генді-инженериялық ферменттердің артықшылығы: иммуногендігі төмен, фармокологиялық әсерінің ерекшелігі жоғары, препарат жұқпалы заттармен ластанбаған. Сонымен бірге генді инженериялық технологиялар ферменттердің өнеркәсіптік өндірісін жоғарлатуға мүмкіндік береді. Генді инженериялық әдістерді қолданып ферменттердің бағытталған түрөзгерістерін жүзеге асырады, жаңа қасиеті бар ферменттерді алады. Мысалы генді инженериялық фермент экспандаза алынған. Экспандаза қатысуымен пенициллиндерді цефалоспориндерге айналдыру мүмкін. Сонымен экспандаза көмегімен антибиотиктерді алу әдісі биотехнологиялық кезеңді бір ізге келтіреді.

2. Генетикалық рекомбинация in vitro.

Геномдық технология – бұл ДНҚ молекуласы құрылымындағы вариацияларды айқындауға, нуклеотид қатарын анықтауға, рекомбинантты ДНҚ молекуласын алуға, олардың репликациясы мен зерттеу мақсатына қарай талдау жасауға арналған ауқымды және әртүрлі әдістер топтамасы. Бірінші этап - баска организмге тасымалдайтын генді (гендер ді) бөліп алу: а) донор ДНҚ-нан оны рестрикциялау, белгілі нуклеоидты катары бар ДНҚ бөліктің эндонуклеаза рестрикциялайтын ферментімен кесіп алу. Осы кезде ДНҚ екі спиральді жібі жазылатын жағынай ыдырайды, "табалдырық" пайда болады - ДНҚ бір жібі бірнеше нуклеотидтерге бөлінеді. Бір жіпті (жабысқақ) шеттері пайда болады. Егер бір түрлі рестриктаза бөлген 2 жабысқақ ДНҚ фрагменті кездесетін болса, қатарлар шеттері компле-ментарлы болғандықтан жеңіл бір-бірімен өзара байланысады. Екінші этап. Донор клеткасынан бөлінген ген нақты құрылымды ақуыз туралы информацияға ие, бірақ өз бетімен клетка-реципиентте іске асыра алмайды. Осы жаңа генді баска организмдерге ендіріп және оның репликациясын қамтамасыз ететін қосымша ДНҚ молекуласы қажет. Осындай генетикалық ақпаратты тасы-малдаушысы (вектор) ретінде плазмидалар, жануарлар вирустары мен бактериофагтарды қолдануға болады. Трансгенді өсімдіктер алуына қолданатын типті вектор Agrobacterium tumefaciens топы-рақ бактериясынан бөлінген Ті-плазмида. Agrobacterium tumefaciens бактериясымен өсімдіктер симбиозды өзара қарым-қатынасқа түседі, Ті-плазмида өсімдік клеткасына трансформациясы барысында "тамырлық жаңғақша - корончатый галл" ауруын тудыратын Т-ДНҚ геномын ендіреді . Үшінші этап. Конструкцияланған рекомбинантты ДНҚ реципиент клеткасына ендіреді, түрақты қадағаланады, яғни репликацияланып келесі үрпақтарына ауысып отырады. Трансформацияның нәтижелілігі реципиент клеткасыньщ компетенттілігіне, вектордың экспрессиялаушы белсенділіге, донор мен реципиенттіц генетикалық материалы туысты жақындықта болуына тәуелді.