Фанидан ўҚув услубий мажмуа

Назорат саволлари:
1.Биотехнологиянинг истиқболли
2. Доривор ўсимликларнинг етиштиришнинг ўзига хослиги
3.Доривор ўсимикларнинг етиштиришнинг мумолари.
14-Мавзу: Биотехнологиянинг кечаси, бугуни ва истиқболи
Режа:
1. Биотехнологиянинг тарихи бугуни ва келажаги
2. Биотехнологияда доривор ўсимилар етиштириш истиқболлари
3. Биотехнологик замонавий ютқулари.
Биотехнологиянинг кейинги вақтларда кўп олимларнинг диққатини ўзига жалб қилаётган яна бир бўлими – ген муҳандислиги жуда тез ривожланиб, қисқа муддат ичида табиатнинг ажойиб сирларини очиб берди. Ҳозиргача олинган маълумотлар ДНК хромосомалардаги генларни сақловчи, ирсиятни ташувчи модда эканлиги тўла тасдиқланди. Аввало, микроорганизмларнинг бир типи иккинчи типидан олинган ДНК билан ишланганда унинг хусусиятлари биринчи тип микроорганизмларга ўтишининг кузатилишига асосланган ДНКнинг генетик роли ҳақидаги тушунча тўхтовсиз ривожланмоқда. Экпериментал текширишлар ирсий белгиларнинг бир авлоддан иккинчи авлодга ўтишини белгилайдиган генлар ДНК молекуласининг алоҳида сигментларидан (чегараланган қисмлардан) иборат эканлигини тасдиқлади. Ана шу сигментлар махсус ДНК синтез қилиш орқали ҳужайра ситоплазмасида специфик оқсилни вужудга келтириш билан ДНК молекуласидаги информацияни амалга оширади.Ҳужайра ва организмнинг ўзига хос хусусиятлари эса маълум вақтда, тегишли ўринда, ҳамда керакли миқдорда специфик оқсилнинг пайдо бўлиши билан белгиланади. Эндиликда оқсил молекуласининг специфик синтези механизми ва бу жараённинг хромосомаларда жойлашган ДНК молекулалари томонидан идора қилиниши йўллари кашф этилиб, ирсий белгиларнинг бир авлоддан иккинчисига ўтиши ва унинг юзага чиқиш механизми аниқланди. Оқсиллар ва нуклеин кислота молекулаларининг структураси билан уларнинг биологик функцияси орасидаги боғланишнинг аниқланиши, биринчи навбатда биотехнология фанининг маълумотларига асосланган энг ёш соҳа – ген муҳандислигининг дастлабки, аммо энг муҳим ютуқларидандир.
Шундай қилиб, ҳозирги замон биотехнологияси ва ген муҳандислиги ҳаётий жараёнларнинг энг чуқур сирларини очиш, оқсил синтези, моддалар алмашинуви ва наслни идора қилиш муаммоларини ҳал этиш арафасида турибди. Бу муҳим вазифаларнинг ҳал этилиши қишлоқ хўжалик ўсимликлари ҳосилдорлиги ва ҳайвонлар маҳсулдорлигини ошириш, одамлар учун оғир офат бўлган рак, вирус касалликлари, ирсий касалликлар ва юрак-томир касалликларини енгиш, инсон умрини узайтириш каби муаммоларни ҳал қилишнинг назарий асосини яратади.
Дезоксирибонуклеин кислота барча тирик организмларда ва бир қанча вирусларда мавжуд. У генетик ахборотларни ўзида сақлайди ва авлоддан-авлодга узатади. Хромосоманинг таркибини ДНК ва оқсиллар ташкил этади. Оқсилларнинг таркиби жуда мураккаб бўлиб, 20 хил аминокислота, яъни мономердан ташкил топган.
Улар нуклеин кислоталарнинг турли комбинацияларидан иборат. Нуклеин кислоталарнинг тузилиши энг содда тирик организмлар– прокариотларда тўлароқ ўрганилган.
Йигирманчи йилларнинг охирида олимлар ҳужайра ядросидаги хромосомада дезоксибонуклеин кислота кўп миқдорда топилишига эътибор бера бошладилар.
Аввало гистохимиявий фелген реакцияси (фуксин сулфит кислота билан қизил ранг ҳосил қилиши) дан фойдаланиб, ДНК нинг хромосомаларда ва РНК нинг ситоплазмада жойланиши аниқланди. Худди шу йилларда наслий белгиларнинг авлоддан-авлодга ўтиши хромасомаларда жойлашган генларга боғлиқ эканлигини тасдиқловчи фактлар ирсиятнинг хромосома назариясини узил-кесил қабул қилинишига олиб келди.
ДНК молекуласининг химиявий таркибини ўрганиш ҳам янги муҳим босқичга кўтарилди. ДНК таркибига кирадиган тўрт хил нуклеотидларни турли организмлардан ажратиб олинган ДНК молекулаларида текшириш азот асослари аденин (А,А), гуанин (Г,Г),ситозин (С,С) ва тимин (Т,Т) нинг маълум нисбатида бўлишларини тасдиқлайди. Бу муносабатларни аниқлаш ДНК нинг таркибига қараб турларни филогенетик характерлаш имкониятини беради.
ДНК молекуласидаги нуклеотидлар нисбати 1905-йилда америкалик биохимик олим Эрвин Чаргафф томонидан кашф қилинди. 1938-йилда Уильям Астбери ҳамкасби Флоринам Беллам билан ДНК нинг рентген кўринишини олишди ва азот асосида жойлашган қўшзанжир бири иккинчисининг пластинкасига қарама-қарши туришини аниқлашди.
Бундай кашфиётлардан қатъий назар 1950-йилгача ДНК нинг таркиби ҳақида кам маълумот тўпланган ҳамда уларнинг тузилиши бутунлай номаълум бўлиб қолмоқда эди. Тўпланган маълумотлар ДНК нинг полимер занжиридаги генетик генформация тўрт мономерлар звеноларининг бирин-кетин келиши тартибида ёзилган, деган консепцияни ифодалаш имкониятини берди.
Бу вақтгача ДНК молекуласининг дастлабки рентгенограммалари инглиз олимлари М.Уилкинс ва Р.Франклин томонидан олинган эди. Жадал олиб борилган тадқиқотлар 1953-йил Ж.Уотсон ва Френсис Крик томонидан ДНК қўш спирали моделининг яратилиши билан якунланди.
ДНК молекуласини ўз-ўзидан кўпайтириш ғояси ДНК молекуласининг қўш спиралли моделидан келиб чиқиши табиий эди. Бу жараён “репликация”, яъни “нусха кўчириш” деб аталади ва унинг табиий шароитда содда бажарилишини вирусларда кузатиш қулай. Репликацияни бажарувчи фермент ДНК – полимераза ҳисобланади. Артур Карнбург (1957) томонидан ДНК молекуласини сақловчи тирик мавжудот – вирусни жаҳонда биринчи бўлиб сунъий равишда синтез қилишга муяссар бўлинди.
50-йилларда оқсил синтезининг рибосомаларда бажарилиши тасдиқланди. Лекин информацияни ДНК дан рибосомаларга кўчирадиган воситачи (информацион РНК) мавжуд деган тушунча фақат 1961-йилда Ф.Жакоб ва Ж.Мано томонидан эълон қилинган.
ДНК нинг тузилиши қай қайтариқа кашф этилганлигини Жеймс Уотсон ўзининг “Қўшалоқ спираль” деган китобида батафсил айтиб ўтади.
Спиралнинг “муаллифлари” физик Френсис Крик ва биохимик – доктор Уотсон 1951- йилнинг кузида Кембридж университетидаги Кавендиш амалийсида танишишган. Уларга Лондондаги Кингз – коллежида ишлаган физик – рентгенолог Маргиалл Уилкинз учинчи “муаллиф” сифатида қўшилди. ДНК нинг кристалл тузилишини аниқлаб берган Уилкинз биринчи бўлиб ишга киришди. Доктор Уотсон, ўз навбатида, ДНК нинг спираль эканлигини, унинг тузилиши ўқи бўйлаб олганда тенг оралиқлар сари такрорланиб боришини, пурин (аденин, гуанин) ва пиримидин (тситозин, тимин) асослари эса спираль ўқига перпендикуляр ҳолда юза қисми билан бир-бирига тахланиб туришини исботлаб беради.Асосларнинг модель ичида жойлашуви тўғрисидаги фикр эса Ф.Крик томонидан илгари сурилди.тариқа 1953-йилда ДНКнинг қўшалоқ спираль модели шаклида тузилганлиги аниқланди.
ДНК нинг фазовий тузилишини ифодаловчи модель ХХ аср биологиясида энг катта кашфиётларнинг биридир. Қўшалоқ спираль моделини яратганлиги учун Уотсон, Крик ва Уилкинзга 1962-йилда физиология билан медицина соҳасидаги Нобел мукофоти берилди, уларнинг бу соҳада олиб борган тадқиқотлари алоҳида илмий асар сифатида босилиб чиққан 1953-йил ҳақли суратда молекуляр биологиянинг таваллуд йили ҳисобланади. Гибридланган ДНК айлана шаклга эга бўлиб у ген ва вектордан иборатдир. ДНК фрагментли бўлиб ривожланиши қўшилишини таъминлайди, генетик системаларидан оқсилни синтезлашда асосий рол ўйнайди.
Векторнинг катта қисми ламбя (() фагидан, плазмидадан, СВ 40 вирусдан, ачитқи (дрождан) ва кўплаб бошқа бактериялардан олинган. Оқсил синтези жараёни она ҳужайрада содир бўлади. Она ҳужайраси ўрнида кўпроқ ичак таёқчаси синтезланади, баъзан кўплаб бактериялар, дрожжлар, ўсимлик, ҳайвон ҳужайраларидан ҳам фойдаланилади. Векторни танлашда эса унинг спецификлиги ва тажрибанинг мақсадидан келиб чиқилади. Гибридли ДНК асосий аҳамияти унинг 2 та ферментдан иборатлигидадир.
1) Рестриктаза ДНК молекуласида фрагмент асосий жойларга тарқалади.
2) ДНК лигазалари, ДНК ферментларини бирлаштиради. Ана шундай ўтказилган тажрибалар медицина генетикасининг асосий вазифаларидан бирига айланди.
Биотехнология – ҳозирда техника ва фаннинг янги йўналиши бўлиб, у 60-70 йилларда кенг ривожлана борди. Айниқса, у 70-йилда ген муҳандислигининг тажрибаси берган имкониятлардан сўнг янада жадаллашди. Ўзининг ривожланишига қисқа вақт бўлган бўлсада, биотехнология фани кўплаб олимларнинг диққатини ўзига жалб қила олди.