8-ma’ruza Gen muxandisligi asoslari

8-ma’ruza

 

Gen muxandisligi asoslari

 

Reja:

 

• Gen muxandisligiga kirish.
• DNK ning Nukleotid izchilligini aniqlash
• Genom biobliotekasini yaratish
• Gen muxandisligida erishilgan yutuqlar

Hozirgi vaqtda qaysi produsent mikroorganizmdan foydalangan holda foydali maxsulotlar olish mumkinligini aniq ko’rsatib berish mumkin. Agarda bunday produsent bo’lmasa, qay tariqada va qanday sharoitda yuqori darajada istalgan turdagi maxsulotni olish xususiyatni namoyon qiluvchi produsentni yaratish mumkinligini oldindan aytib berish imkoniyatlari mavjuddir.

Biotexnologik ishlab chiqarishda bugungi kunda mikroorganizmlarni minglab shtammlaridan foydalanilmoqda.

O’zbekiston respublikasi mustaqillikka erishgandan so’ng qishloq xo’jaligi, xalq xo’jaligi va oziq-ovqat ishlab chiqarish sohasiga bo’lgan munosabat tubdan o’zgardi. Shu boisdan oziq- ovqat maxsulotlari ishlab chiqarish sohasi mutaxassislari jahon xalq xo’jaligida keng ko’lamda qo’llanilayotgan biotexnologiya fanini zamonaviy ko’rinishlaridan biri bo’lgan gen muxandisligi usullarini mukammal egallashilari va amaliyotga tadbiq eta olishlari lozim.

Biotexnologiyada gen muxandisligi sohasini o’rganishdan maqsad, tirik organizmlar irsiy belgilari xaqidagi axborot joylashgan DNK molekulasining tuzilishi va roli, gen molekulyar biologiyasi; genetik muxandislikning moddiy asoslari: transformasiya, transduksiya, ko’chib yuruvchi genetik elementlar-transpozonlar, plazmidlar, viruslar, bakteriofaglar, restriktazalar, rekombinant DNK olish, genlarni klonlash, hujayra muxandisligi, hujayra va to’qimalarni sun’iy sharoitda o’stirish texnologiyasi; genetik muxandislikning o’simliklar seleksiyasida qo’llanilishi; gen muxandisligiga asoslangan biotexnologiyaning agrar sanoatdagi ilmiy-texnik taraqqiyotni tezlashtirishdagi roli; gibridomalar olish texnologiyasi va uning qishloq xo’jaligida va chorvachilikda qo’llanilishi hamda genetik muxandislikning istiqbollari haqidagi aniq bilimlarni o’rganishdan iborat.

Ushbu fanning asosiy vazifasi zamonaviy gen muxandisligi yutuqlarini xalq xo’jaligi amaliyotida keng ko’lamda qo’llashdan iborat.

Tirik organizmlar irsiy axborotini sun’iy yo’l bilan ma’lum maqsadga muvofiq o’zgartirish jarayoni genetik muxandislik fanining asosiy ustqurmasi hisoblanadi. Genetik muxandislik hujayra, xromosoma va gen darajasida amalga oshiriladi:

• Hujayra darajasidagi genetik muxandislik ikki hujayrani o’zaro qo’shish yo’li bilan amalga oshiriladi.
• Xromosoma darajasidagi genetik muxandislik hujayra yadrosiga qo’shimcha xromosomalar

kiritish orqali amalga oshiriladi.

• Gen darajasidagi genetik muxandislik yoki gen muxandisligi eng murakkab bo’lib, quyidagi bosqichlar asosida amalga oshiriladi

Gen muxandisligi biotexnologiyasining yutuqlari sanoat ko’lamida va qishloq xo’jaligida keng qo’llanilmoqda. Xususan, antibiotiklar, aminokislotalar, vitaminlar va gormonlar ishlab chiqarilmoqda, nasldor qoromol klonlari yaratilmoqda, tuproqda va suvda zaharli pestisid qoldiqlarini parchalaydigan mikroorganizmlarni transgen shtammalari olinmoqda, atmosfera azotini o’zlashtiruvchi mikroorganizmlar genlari asosida tuproqni azotli o’g’itlar bilan boyitish muammosi echilmoqda, zararli xasharotlarga va patogen mikroorganizmlarga chidamli, ekologiyani asrovchi transgen o’simlik navlari etishtirilmoqda, irsiy kasalliklarni tezkor tashxis qilish uchun diagnostikumlar tayyorlanmoqda, shuningdek, gen terapiya takomillashtirilmoqda.

Bugungi kunda genetik muxandislikka asoslangan biotexnologiya tezkor oshib borayotgan, inson extiyojlarini qondirish uchun klassik texnologiyalardan o’ta samarali ekanligini to’la namoyon qilmoqda.

Gen muxandisligi qisqacha aytganda, genlar ustida turli manipulyasiyalar o’tkazish, ularni to’la o’rganish asosida funksional qismlarga bo’lish, kerakli joyidan kesish, kerak emas qismini olib tashlash, kerak bo’lgan qismlarini boshqa genlardan yoki sintez yo’li bilan olib ulash va shu usulda tayyorlangan duragay yoki rekombinant genni muvofiq organizmga kiritib (masalan odamning insulin genini mikrob hujayraga yoki sichqonning o’sish garmoni genini kalamushga), zarur turlarni yoki preparatlarni sintez qilish va xakozo g’oyalar va texnologiyalarning yig’indisidir

Transpozonlarning kashf etilishi genetik muxandislikning rivojlanishida muhim ahamiyatga ega bo’ldi.

Ko’chib yuruvchi genetik elementlar-transpozonlarni o’simlik organizmida AQSH olimasi Barbara Mak Klintok, mikroorganizmlarda AQSH olimi Ahmad Buxoriy va xasharotlarda Rossiya olimi Georgiy Georgiev kashf etgan.

Ko’chib yuruvchi genetik elementlar ayni vaqtda transpozision elementlar yoki transpozonlar deb ham ataladi. Transpozonlar xilma-xil strukturaga ega bo’lsalar-da, barcha transpozon molekulalarining ikki chetida maxsus nukleotidlar izchilligi, markaziy qismda esa DNK molekulasining belgilangan joyida "yopishqoq" uchlar hosil qilib notekis kesuvchi transpozaza fermentini sintez qiluvchi gen mavjuddir.

Gen muxandisligida qo’llaniladigan plazmid va fag vektorlar, restriktazalar

Bakteriya va tuban eukariot organizmlar hujayralarida asosiy xromosomadan tashqari, kichik o’lchamga ega bo’lgan xalqasimon yoki chiziqsimon strukturaga ega bo’lgan qo’shimcha xromasomalar mavjuddir bu mini-xromosomalar plazmidlar deb ataladi. Plazmid DNKasi ko’pi bilan 3-10 tagacha genlarni o’zida saqlaydi. Bu genlar, asosan antibiotik yoki zaharli toksinlarni parchalovchi fermentlarni sinteziga javobgardir. Shu tufayli plazmidlar bakteriya, achitqi va zamburug’larning antibiotik va zaharli toksinlarga chidamliligini ta’minlaydi.

Plazmidning antibiotik parchalovchi genlari bir plazmiddan ikkinchisiga transpozonlar bilan birikkan holatda ham ko’chib o’ta oladi. Bu molekulyar jarayon kasal chaqiruvchi mikroblarning antibiotiklarga chidamliligini nixoyatda oshiradi. Plazmidalar o’z xususiyatiga ko’ra ikkiga bo’linadi.