Q. D. Davranov, B. S. Aliqulov nanobiotexnologiya

8. Nanoustqurmalar ishlatib DNK ni sekvenlash
Ko‘p biotexnologiyalar DNK tarkibidagi nukleotidlarni ketma- 
ketligini aniqlashga (DNK ni sekvenlashga) asoslanadi. DNK
molekulasining uzunligini e’tiborga olgan holda, uni amalga oshirish 
uchun aniq va tezkor DNK sekvenatorlar kerak. Ammo bitta odam 
DNK sini sekvenatsiyasi, hozirgi paytda ishlab turgan texnika 
yordamida amalga oshirilganda juda qimmatga tushadi va bir necha oy 
vaqtni oladi (62-rasm).
62-rasm. Hozirgi vaqtda ishlatiladigan DNK sekvenator.
Arzon va tezkor DNK sekvenatsiyasini qanday ta’minlash 
mumkin? 2005-yilda bu muammoni yechishga nanokonstrukturalar 
aralashdi. Ular yuqori aniqlikka ega bo‘lgan hamda tezkor DNK 
sekvenatorini yaratishga kirishdi va buning uchun nanoteshikchalar asos 
qilib olindi. Yangi nanoqurilma DNK molekulasini nanoteshikchalarda 
joylashishini bir nukleotid aniqligicha nazorat qilish imkoniyatiga ega. 
Yangi DNK sekvenator odam genomini atigi bir necha soat davomida 
«o‘qib 
chiqish» imkonini beradi.Yangi usulni mohiyati DNK 
molekulaiarini 
nanoteshikchalar orqali 
o‘tayotganlarida elektrik 
potensialini o‘zgarishiga asoslanadi (63-rasm).
Hozirgi -vaqtda olimlar, nanosekvenatomi matematik modelini 
ishlab chiqqanlar. Bu model DNKni alohida nukleotidini aniqlash
97

---

imkonini beradi. Bundan foydalanish esa, genomni yanada samaraliroq 
sekvenlash imkonini beradi. DNK - tranzistor ancha uzun bo‘lgan 
nanoteshikcha bo‘lib, uni yonida yarimo‘tkazgich va dielektrik 
qo‘shilmalar o'matilgan. Nanoteshikcha ichidagi elektr zaryadlar, 
alohida (bittalik) elektronlami zaryadlari bilan taqqoslansa bo'ladi. 
Diametri bir necha nanometrga ega bo‘Igan nanoteshikchalardan DNKni 
uzun molekulasini o‘tkazsa bo‘ladi (64-rasm).
63-rasm. Nanoteshikchalar asosida yaratilgan D N K - sekvenatorini faoliyat 
ко 'rsatish sxemasi.
64-rasm. DNK
—
tranzistorni sxemasi.

---

Nanoteshikcha dielektrik bilan boMingan (A) metalli aloqalar (B)ni 
saqlaydi. Bunday «qavatlangan» struktura nanoteshikchani ichida 
mahalliy elektr maydonni yaratishga va u orqali DNKni o‘tish tezligini 
boshqarishga imkon beradi (C). Elektrodlarga o‘zgaruvchan kuchla- 
nishni uzatilishi nanoteshikcha ichida DNK molekulalarini juda katta 
aniqlikda 1 ta nukleotidgacha harakatlanishiga olib keladi. Bunday 
nanokonstruksiya DNK tarkibidagi har bir nukleotidni aniqlash imko­
nini beradi. DNK - tranzistorlar uchun nanoteshikchalami mikroelek- 
tronikaning zamonaviy usullari yordamida katta miqdorda tayyorlash 
mumkin. DNK - sekvenator va DNK - tranzistorlardan foydalangan 
nanotexnologiyalar patsient genomini o'rganish imkoniyatini beradi. 
Bular yordamida genetik kasalliklarni diagnostikasini o‘tkazish va 
davolash mumkin boMadi. DNKni tezkorlik bilan sekvenlash uskunasini 
katta miqdorda ishlab chiqarish esa, DNK analizini klinikaning odatdagi 
tadbirlariga aylantirib qo‘yadi. Bundan tashqari, bu ishlarni har qanday 
davolash maskanida bajarish mumkin boMadi. Bu esa, zamonaviy 
meditsinani rivojlanishida juda katta yutuq hisoblanadi. Har qanday 
odamni o‘zini «shaxsiy genom kartasini» ochishga imkoniyati boMadi. 
Kasallangan shaxsga uni shaxsiy genetik o'ziga xosligiga qarab, dori- 
darmon tanlash imkoni tugMladi. DNK ni tezkor va arzon nanosek- 
venatorlari tufayli «shaxsiy tibbiyot» erasining kirib kelishi tezlashadi.