18 Ген инженериясы. Рекомбинанттық днқ технологиясы.Рекомбинантты днқ туралы түсінік. Днқ рестрикциясы. Рестриктазалар.

1. Гендік инженерияның негізгі принциптері. Гендік инженерияның пайда болуының алғы шарттары.

Гендік инженерия – молекулалық биологияның қолданбалы саласы. Гендік инженерияның ашылу тарихы биохимия мен молекулалық генетикадағы зерттулер бойынша көптеген жылдар бойы белоктар макромолекулалар болып саналды және геннің табиғаты белоктық деп айтылды. Тек 1944 жылы Мак Карти, Мак Леод, Эйвери деген ғалымдар тұқым қуалайтын ақпараттың ДНҚ екендігі анықтады. 1953 жылы Уотсон мен Крик қос тізбекті ДНҚ моделін жасады(молекулалық биология дүниеге келді).50-60жылдары генетикалық код зерттелді. E.coli, вирус, плазмидалар зерттеудің объектілері болды. 70 жылдары ферменттер ашылды. ДНҚ қатысты реакцияларды катализдейтін ферменттер негізгілері рестриктазалар мен ДНҚ лигаза.

Гендік инженерия мынандай кезеңдерден тұрды.

1. Генді (ДНҚфрагмент) алу

2. Рекомбинантты ДНҚ молекуласын құрастыру

3. Реципент клеткасына рекомбинантты ДНҚ молекуласын енгізу

1973жылы Коэн мен Боэр бірінші рет рекомбинантты ДНҚны алуды тапты. Олар рестриктазалық эндонуклеаза ферментін пайдаланып құрамында плазмидалар барын анықтаған. 1980жылы препарат алынды-инсулин. Гендік инженерия жолымен алынған препараттар биотехнологияның негізі. Биотрансформация, ферментация реакторларда жүреді. Рекомбинантты штамдарды медицинада т.б салаларда қолданылып гендік инженерия жолымен алынады. Ол диагностиканың дәлдігін анықтады. Ауру туғызғыштарға қарсы өнімділігі жоғары болды. Ауыл шаруашылығына қатысты жануарлардан (трансгенді тышқан т.б) препараттарды алады.

Генді алу жолдары: 1) клеткадағы ДНҚ-дн тікелей кесіп алу; 2) химиялық жолмен синтездеу; 3) иРНҚ-дан кері транскриптаза арқылы синтездеу.

Рестрикциялау – модификациялау құбылысы 50-ші жылдары байқаған болатын. Рестрикция тоқтату деген мағынаны білдіреді, ал модификация – молекуланың белгілі бір топтарын химиялық жолмен немесе оларға басқа топтарды жалғау арқылы өзгерту. Рестрикция мен модификациялау құпиясын 1962 жылы В. Арбер ашты.

Соңғы жылдары ғалымдар жоғары организмдердің гендерін бактериялар мен ашытқы саңырауқұлақтарының организміне енгізуді іске асырды. Соңынан оларды белок синтездеуге пайдаланды. Мысалы, инсулин генін осылайша "жұмыс істеткізді". Адам инсулині ең алғаш рет Е. соlі деген бактерияның көмегімен 1982 жылы алынды.

Осылайша бір типтегі организмнен алынған генді басқа типтегі организмге енгізуді гендік инженерия деп атайды. Жоғарыда айтылған ипсулин, өсу гормоны — соматотропин, сондай-ақ гемофилия ауруына қолданылатын VIII фактор — гендік инженерияның өнімдері. Қазіргі кезде гендік инженерияның көмегімен түрлі жұқпалы ауруларға қарсы вакциналар өндіріле бастады.

Рекомбинантты ДНҚ деп- ин витро жағдайында шығу көзі бойынша әр түрлі кез келген 2 немесе бірнеше ДНҚ фрагменттерін біріктіру арқылы түзілген ДНҚ-ны айтамыз. Рекомбинантты ДНҚ қарапайым құрамы: бөтен ДНҚ және вектор. Жабысқақ ұштар әдісі. Бұл әдісте рекомбинантты ДНҚ-ны құрастыру Коэн-Бойер үлгісі бойынша іске асады. Ген де, вектор да 1 рестриктазалық эндонуклеазалық ферменттің көмегімен үзіледі, нәтижесінде ұштары бір біріне комплементарлы, яғни гибридтік ДНҚ молекуласына ДНҚ лигаза ферментінң көмегімен оңай бірігеді. Жабысқақ ұштыға гомополимерлі ұштар немесе конекторлық жатады. ДНҚ фрагментінің доғал ұштарына терминалдық трансфераза ферментінің көмегімен гомонуклеотидтер, мысалы, ДНҚ-ның 3’ –ұштарын поли (Т) немесе поли (Ц) , ал векторлық ДНҚ –ның 3’ ұштарына поли (А) немесе поли (Г) жалғанады. Гомополимерлі ұштардан құралған ДНҚ фрагменттерін 1 ортаға қосса, олар комплиментті жұп негіздерін түзеп оңай бир молекулаға бірігеді. Рекомбинантты ДНҚ молекуласын құрастырудың ыңғайлы әдісі –доғал ұштарды жалғау. Оның негізіне Т4 фагынан бөлінген ДНҚ лигаза ферментінің доғал ұшты екі ДНҚ молекуласын жалғау қабілеттілігі жатады.