Ma’ruza №7 Mavzu: Genetik injeneriya va biotexnologiya Ma’ruzaning rejasi

---

Ma’ruza № 7 

Mavzu:  Genetik injeneriya va biotexnologiya 

 

Ma’ruzaning rejasi 

1. Genetik injeneriyaning  amalga oshirish bosqichlari  

2. Hujayra injeneriyasi va klonlash  

3. Geni o‘zgartirilgan oziq – ovqat mahsulotlari odam organizmiga ta’siri  

4. Biotexnologiya 

 

 Ma’ruza matni:  

Genetik injeneriya. 

Genetik  injeneriya  –molekulyar,genetik,biokimyoviy  usullarni  qo‘llab,maqsadda 

ko‘zlangan  irsiy  xusisiyatga  ega  bo‘lgan  genetik  tuzilishlarni,ya’ni  DNK 

molekulasini,  hujayrani  yoki  organizmni  hosil  qilish.  Genetik  injeneriya  bo‘yicha 

ilmiy  ishlar  1930  yillari  o‘tkazila  boshlagan  edi.  1934  yili  N.P.Dubinin  drozofila 

pashshasini  nurlantirib  undan  3  juft  va  5  juft  xromosomasi  bo‘lgan  pashshalarni 

oldi.Drozofilada normada 4 ta juft xromosoma bo‘ladi. Hozirgi paytda ko‘zlangan 

maqsadga ko‘ra genetik injeneriya muammolarini quyidagi bosqichlarda o‘rganish 

mumkin: gen, hujayra, organizm va populyasiya. 

Gen  injeneriyasi.  Gen  injeneriyasi  yordamidatnukleotidlar  tartibi  o‘zgargan  DNK 

molekulasi  hosil  qilinadi  va  uni  ishlab  turgan  hujayra  genomiga  htkaziladi  va  shu 

bilan  yangi  irsiy  belgili  hujayralar  olinadi.  Gen  injeneriyasi  hozirgi  kunda 

organizmlar  irsiyotini  o‘zgartirishning  eng  qulay  usullaridan  biri  bo‘lib  qoldi. 

Amerikalik  olimlar  K.Merril,  M.Gayer  va  Dj.Petrichelilar  1971  yili  ichak 

bakteriyasi 

xromosomasidan 

lyambda 

bakteriofagi 

yordamida, 

sun’iy 

o‘stirilayotgan  odam  hujayrasiga  galaktoza  -6  fosfaturidil—transferaza 

fermentininghosil  bo‘lishini  boshqarib  turuvchi  genni  ko‘chirib  o‘tkazdilar. 

Ma’lumki  bu  ferment  odamda  etishmasa  galaktozemiya  irsiy  kasalligi  paydo 

bo‘ladi. 

Tajriba 

sun’iy 

o‘stirilgan 

odam 

hujayrasida 

o‘tkazilgan 

bo‘lsada,molekulyar irsiy kasalliklarni muhim ahamiyatga ega.  

Gen  injeneriyasi  bo‘yicha  mo‘ljallangan  maqsadga  erishish  quyidagi  asosiy 

masalalarning  qanday  echilishiga  bog‘liq:  1)  Har  xil  organizmdan  olingan  DNK 

molekulasini  mayda  bo‘laklarga  (genlarga  )ajratish;  2)  genlar  ichidan  keraklisini 

topib,  shu  genni  tashib  yuruvchiga  (vektorga  )  birlashtirish;  3)  DNK  sida  kerakli 

gen  bo‘lgan  vektorni  hujayraga  kirgizish;Ko‘pgina  hujayralar  orasidan  ko‘chirib 

o‘tkazilgan  genni  olgan  retsipient  hujayralarni  ajratish.  Birinchi  masala 

endonukleaza,  transferaza  va  ligaza  fermentlari  topilgandan  keyin  hal  etildi. 

Ikkinchi  masalani  echishda  vektor  sifatida  plazmidalar  DNK  sidan  foydalanildi. 

Uchinchi  masalani  echishda  kalsiy  tuzlardan  foydalanildi.  Kalsiy  tuzlari  ta’sirida 

---

vektorni  qabul  qiluvchi  hujayralar  membranasining  o‘tkazuvchanligi  oshar  ekan. 

SHuning uchun kerakli geni bor vektor osongina hujayraga kiradi. To‘rtinchisi esa 

genetik  va  biokimyoviy    usullardan  foydalanib,kerakli  geni  bo‘lgan  hujayralarni  ( 

klon) ajratib olish bilan hal etildi. 

Gen injeneriyasi odatda uchta bosqichda olib boriladi.1.Kerakli genni ajratish yoki 

uni sintez qilish. 2. SHu kerakli  geni bo‘lgan DNK  ni ko‘chiruvchi (vektor) DNK 

siga  ulash.  3.  Kerakli  gen  ulangan  vektor  DNK  sini  hujayraga  yoki  organizmga 

o‘tkazish . Ko‘zlangan maqsadga ko‘ra kerakli genni hujayradan ajratib olish yoki 

uni  sun’iy  sintez  qilish  mumkin.  Birinchi  bo‘lib,1969  yilda  amerikalik  olimlar 

Shapiro  va  Bakvit  ichak  bakteriyasidan  laktoza  genini  ajratib  oldilar.  Bu  genni 

ajratishda  lyambda  bakteriofagidan  foydalanildi.  Lyambda  bakteriofagi  ichak 

bakteriyasidan laktoza genini o‘ziga birlashtirib oladi. SHundan keyin laktoza geni 

bo‘lgan  ushbu  bakteriofagdan  maxsus  fermentlar  yordamida  toza  holda  laktoza 

genini ajratib oldilar va uni ko‘chiruvchiga (vektorga) birlashtirdilar.  

Nuklein  kislotalarning  xusisiyatlarini  bilish,  ularni  sun’iy  sintez  qilish 

mumkinligini  ko‘rsatdi.  A.Korenberg  va  M.Djulian  birinchi  bo‘lib  sun’iy  genni 

sintez qildilar. Sun’iy genni hosil qilishda uzilgan DNK bo‘laklarini birlashtiruvchi 

maxsus ferment –polnukleotidlgazadan foydalandilar. Bu ferment hujayrada DNK, 

ATF,  qaynatilgan  ichak  bakteriyalari  aralashmasi,  magniy  ionlari  va  ferment 

nikotinamidadenidinukleotid  (NAD)  bo‘lgandagina  o‘z  vazifasini  bajarar  ekan. 

G.Korona  va  uning  hamkasblari  1960-1968  yillarda  uncha  uzun  bo‘lmagan  DNK 

molekulasini  kimyoviy  usulda  hosil  qilish  mumkinligini  aniqlab,  shu  usul 

yordamida alanin t-RNK  genini va keyinchalik (1975-1976 yillari) esa, hujayrada 

to‘liq  ishlay  oladigan  tirozin  t-RNK  genini  sintez  qildilar.  Genlarni  sun’iy  hosil 

qilish  usullarining  yaratilishi  irsiy  kasalliklari  bo‘lgan  kishilarda  shu  kaslliuni 

keltirib  chiqaruvchi  mutant  geni  sog‘lom  gen  bilan  almashtirish  imkoniyatini 

tug‘dirdi.  Ammo  odamlarda  genomning  murakkabligi  tufayli,hozirgi  kunda,uning 

genomidan faqatgina ko‘p takrorlanuvchi genlarnigina ajratish imkoni bo‘lmoqda. 

Gen  injeneriyasida  hujayradan  ajratib  olingan  kerakli  gen  ko‘chirib  o‘tkazuvchi 

DNK  siga,  ya’ni  vektor  DNK  siga  ulanadi.  Odatda  lyambda  bakteriofagi 

hayvonlarning ayrim onkogen viruslari,bakteriyalarning plazmidasi va episomalari 

vektor sifatida ishlatiladi. 

Restriktaza  fermentlari  yordamida  plazmida  DNK  zanjiri  bir-biridan  ajratilib  ,  

uning yakka DNK ipi mayda bo‘laklarga bo‘linadi. Restriktaza fermentlarining 50 

dan  ortiq  xili  bo‘lib,  har  birining  DNK  molekulasida  o‘zining  ta’sir  ko‘rsatadigan 

ya’ni uzadigan joyi bor. SHular ichida eng ko‘p ishlatiladigan restriktaza  EcoRI . 

Bu  restriktazani  ishlatishning  qulayligi  shundaki,u  DNK  molekulasining  faqat 

ma’lum  bir  joyini,ya’ni  aniqrog‘i  adenin  va  timin  orasidagi  bog‘ni  uzadi. 

Natijada,yakka  ipli  DNK  ning  boshqa  DNK  bo‘lagi  bilan  oson  birlashadigan 

---

mayda  bo‘laklari  paydo  bo‘ladi  va  bu  bo‘laklarda  nukleotidlarning  joylashishi 

bittasida  faqat  adeninli  asosdan  boshlansa  ikkinchisi  faqat  timindan  boshlanadi. 

Boshqa DNK bo‘lagini o‘ziga osongina birlashtiradigan DNK bo‘lagi va ajratilgan 

ya’ni  kerakli  genni  ligaza  fermenti  bo‘lgan  eritmaga  solinadi.Ligaza  fermenti 

kerakli  genni, shu  genni ko‘chiruvchi plazmida DNK siga  ulaydi. Natijada  har  xil 

DNK  li  (ximer)  plazmida  hosil  bo‘ladi.  Ular  endi  shunday  plazmidalarni  o‘ziga 

qabul  qiluvchi  hujayralari  (retsipientlar)  bo‘lgan  sovuq  holdagi  kalsiy  xlor 

eritmasiga  tushiriladi.Agar  eritmani  tezlik  bilan  qizdirilsa,  hujayralar  po‘stining 

hujayra  uchun  begona  bo‘lgan  moddalarni  kiritmaslik  xusisiyati  yo‘qoladi. 

SHuning  uchun  har  xil  DNK  si  bo‘lgan  plazmida  bakteriya  hujayrasiga  osongina 

kirib  uning  DNK  siga  birlashib  oladi.  Shu  bakteriya  hujayrasi  bo‘lganda  undan 

hosil bo‘lgan yangi hujayralar                endi oldingilariga o‘xshash bo‘lmaydi. 

Restriktaza fermenti ta’sirida uzilgan DNK molekulasi bo‘laklarining oxirgi qismi 

bir  xil  bo‘ladi.  SHuning  uchun  ligaza  fermenti  ularga  bir  xilda  ia’sir  qilib,  bu 

bo‘laklarni  va  hattok,  bitta  restriktaza  uzgan  har  xil  plazmidalar  DNK  sining 

bo‘laklarini  ham  har  xil  tartibda  bir-biriga  ulaydi.  Natijada,  quyidagi  holatlarni 

kuzatish  mumkin:  bitta  organizm  DNK  bo‘lagi  bilan  ikkinchi  organizm  DNK 

sining  bo‘laklari  ketma-ket  joylashadi.  S.Koen  va  E.CHang  birinchi  bo‘lib  har  xil 

DNK  si  bo‘lgan  (ximer)  plazmidani  hosil  qildilar.  Buning  uchun  ikki  xil 

bakteriyadan,  ya’ni  ichak  va  stafilokokk  bakteriyalaridan  foydalanildi.  Ichak 

bakteriyasining plazmidasida ( pSC 101) tetrotsiklinga, stafilokokk bakteriyasining 

plazmidasida  (  RSF  1010)  esa  streptomitsinga  chidamlilikni  yuzaga  chiqaruvchi 

gen  bor.  Bu  ikkala  bakteriyalarning  plazmidalari  DNK  sining  bir-biriga 

birikishidan  duragay  plazmida  hosil  bo‘lib,  u  endi  tetratsiklinga  ham, 

streptomitsinga  ham  chidamli  bo‘lib  chiqdi.  Bu  duragay  plazmidani  ichak 

bakteriyasi xuddi o‘zining DNK si kabi qabul qildi. Natijada ichak bakteriyasining 

xusisiyati o‘zgarib, streptomitsinga ham, tetratsiklinga ham chidamli bo‘lib qoldi.  

Kerakli  gen  ulangan  vektor  DNK  sini  hujayraga  yoki  organizmga  o‘tkazishning 

(transgenoz)  to‘rtta  yo‘li  bor.  1-transformatsiya,  2-  transduksiya,  3-  sodda 

hayvonlar  va  bakteriyalarning  kon’yugatsiyasi  va  yuqori  organizmlarni 

duragaylash,  4-  transgressiya-  hujayraga  kirgan  virusning  genomga  birikishi  va 

undagi  genlar  ta’sirining  yuzaga  chiqishi.  Transformatsiya,  transduksiya,  somatik 

hujayralarni duragaylash hodisalari bilan yuqorida to‘liq tanishgan edik.  

Hujayra  injeneriyasi.  Biror  organizmning  somatik  hujayralariga  ko‘chirib 

o‘tkazilgan gen shu organizmning ayrim hujayralaridagina bo‘lsa,jinsiy hujayralar 

orqali  o‘tkazilgan  gen  esa  organizmning  ayrim  hujayralaridagina  bo‘lsa,  jinsiy 

hujayralar  orqali  o‘tkazilgan  gen  esa  organizmning  barcha  organlarida  uchraydi. 

Hujayraga  geni  yoki  xromosomani  o‘tkazish  1970  yillarda  liposomalarning  (lipid 

pufakchalari)  sintez  qilinishi  bilan  amalga  oshirila  boshlandi.  Liposomalar  ikkita 

---

lipid qavatidan iborat bo‘lib, har xil moddalarni hujayraga kiritishda keng ishlatila 

boshlanda.  Liposomalar  ichidagi  moddalar,shu  jumladan  xromosomalar  uzoq 

saqlanishi  mumkin.  Liposoma  membranasi  harorat  ta’sirida  o‘z  holatini 

o‘zgartiradi va ichidagi xromosomani hujayraga chiqaradi. Alohida genlarni ajratib 

o‘tkazishdan  ko‘ra  xromosomani  hujayraga  o‘tkazish  osonroq.  1978  yili 

liposomalar  yordamida  odamning  xromosomasi  sichqon  hujayrasiga  o‘tkazildi. 

Buning  uchun  odam  somatik  hujayrasining  btta  xromosomasini  liposomaga 

kiritildi va bu lipoxromosomani gipoksantinguaninfosforilboziltransferaza (GGFT) 

fermenti  bo‘lmagan  va  sun’iy  o‘stirilayotgan  sichqon  hujayralari  bilan 

aralashtiriladi. 

Vaqt 

o‘tishi  bilan  sichqon  hujayrasi  yadrosida  odam 

xromosomasining  paydo  bo‘lganligi  kuzatildi.  Odam  xromosomasidagi  genlar 

ta’sirining  yuzaga  chiqqanligi  GGFT  ferment  bo‘lmagan  sichqon  hujayralarida 

GGFT  fermentining  paydo  bo‘lishi  bilan  isbotlandi.  Xromosoma  odamniki, 

hujayra  esa  sichqonniki  bo‘lgan  hujayrada  sintez  qilingan  GGFT  fermenti 

odamlarda  uchraydigan  shu  fermentga  aynan  o‘xshash  edi.              Demak,  odam 

xromosomasidagi  genlar  sichqonlar  hujayrasida  ham  o‘z  faolligini  saqlab  qoladi. 

SHunday  qilib,  liposomalar  yordamida  hujayra  darajasidagi  irsiy  kasalliklarni 

davolash yo‘llari topildi. Masalan og‘ir nerv kaslliklaridan Tey-Saks kasalligi bilan 

og‘rigan  odam  hujayrasida  V—N-  -atsetil-geksozaminaza  fermenti  bo‘lmaydi. 

Sog‘ odamda bu ferment lizosomalarda uchraydi. Bu fermentni liposomaga kiritib 

sun’iy  o‘stirilayotgan  va  shu  ferment  bo‘lmagan  hujayralar  bilan  aralashtiriladi. 

Vaqt  o‘tishi  bilan  liposoma  hujayra  po‘stidan  o‘tib  sitoplazmaga  tushadi  va 

lizasomalar tamonidan qamrab olingach uning ichida qoladi. Natijada hujayrada B-

N-  atsetil-geksozaminaza  fermenti  paydo  bo‘ladi.  Tey  –Saks  kasalligida  asosan 

bosh  miya  nerv  hujayralari  jarohatlanadi.  Ma’lumki  nerv  hujayralari  po‘stidan 

begona  moddalar  juda  qiyinchilik  bilan  o‘tadi.  SHuning  uchun  bu  kasallikni 

davolash ancha og‘ir hisoblanadi.