Гендердің өсімдікке тасымалдануы және олардың экспрессиясы

Генетикалық информацияны өсімдікке енгізу мәселесі негізінде шешілген, ал ары қарай бөтен геннің экспрессиясы, оның реттелуі көптеген ғалымдардың назарында болуда. Ген экспрессиясы жүзеге асу үшін оны өсімдік организміне бейімдеу қажет. Геннің бейімделуі мынау сигналдык элементтреді талап етеді:

1. Промоторды;
2. Рибосомамен   байланысып  трансляцияны   бастайтын   мРНҚ-ның 5 ұшын кодтайтын бөлігін;
3. мРНҚ-ның ұшындағы эукариоттық полиаденилдеу сигналды.

Эукариот  организміндегі бұл сигналдық элементтер өзгермейді және де әмбебап болғандыктан  өсімдік жасушаларында жануар, ашытқы т.б эукариоттардың гендерінің     экспрессиясы     өте     адады. Өсімдік жасуша-ларында бөтен ДНҚ-ның экспрессиясы көптеген факторларға тәуелді атап айтқанда:

- ядролық  хроматиннің қайсы жеріне тіркесуі;

- бөтен  ДНҚ-ның ядролық геномына тіркесуі  кезінде өзінің өзгеруі мүмкін;

-қожайын  геномының алғашқы құрылысы өзгеруі  мүмкін, яғни мутациялар пайда  болады.

Тасымалданған геннің экспрессиясы жақсы жүруі  үшін тек қана күшті промотор жеткіліксіз. Бұнда күшті транскрипциялық  промоторы мен қатар сол геннің мРНҚ-сының трансляциясын күшейту  үшін энхансер қажет. Энхасер деген  ДНҚ-ның ерекше бөлігі, соның арқасында  сол ДНҚ молекуласында орналасқан гендердің транскрипциясы бірнеше  рет еселенеді.

 

 

Жасушалық инженерия жоғары сатыдағы организмдердің, өсімдіктер мен жануарлардың жеке жасушаларын  және ұлпаларын жасанды көректік орта жағдайында өсіру. Жасушалық инженерия  әдісі арқылы бір жасушаның ядросын екінші жасушаға көшіру және ядросыз жасушаларды өсіріп алуға болады. Жасаңды көректік ортада, яғни жасанды жағдайында жануарлардың (ит пен мысықтың, тышқан мен адамның) гибридтік жасушасын алған. Жануарлар жасушасын коректік ортада ұзақ өсіруге болады. 1997—1999 жылдары жануарлар инженериясын зерттейтін ғалымдар үлкен табысқа жетті. Англияда Розлин атындағы институттың ғалымдары алты жастағы саулық қойдың желінінің жасушасын "ін вітро" жағдайында өсіріп, анасы тектес ұрпақ алды. Жапон елінде осындай әдісті қолданып, ірі қара малдың тұқымын, Оңтүстік Африка мен АҚШ-та кұрбақа мен тышқанның дараларын шығарды. Қазір өсімдіктер биотехнологиясының ауыл шаруашылығында маңызды бағыттары коп-ақ. Біріншіден, есімдіктердің кез келген органдарынан жасушасын алып, коректік орта жағдайында өсіріп, тұтас өсімдік алуға болады. Екіншіден, осы әдіспен бір жылда 1 млн есімдік алуға болар еді. Үшіншіден, жасушалық биотехнологияға негізделген жасанды коректік ортада синтезделетін экономикалық маңызды косымша заттарды (алкалоидтер, гликозидтер, хош иісті майлар, дәмді заттар, табиғи бояулар, т.б.) алуға болады. Төртіншіден, өсімдіктерді клондық көбейтуге және сауықтыруға болады. Мысал ретінде, Қазақстанда алғаш рет өсімдіктер биотехнологиясының негізін калаған профессор Ізбасар Рахымбаевтың басшылығымен, микрокөбейту әдісін пайдаланып, өсімдіктердің 2400-ден астам түрлерін шығарды. Осындай жұмыстардың нәтижесінде сирек кездесетін және жойылып бара жатқан өсімдіктердің генофондысын сақтауға және көбейтуге, сәндік өсімдіктердің бірегей сорттарын тез арада көбейтін алуға мүмкіндік туды. "in vitro" жағдайында сауықтыру әдісін қолдану арқылы шаруашылықта пайдаланатын картоптың барлық бағалы сорттарын шығаруға болады.

Клетка инженериясы сома (дене) клеткаларын будандастыруға,  яғни жынысқа қатысы жоқ клеткалардың қосылып бір тұтас бірлік беруіне  негізделген. Клеткалардың қосылуы  толық немесе жартылай, яғни клетка-рецепиент  донор-клеткасының цитоплазмасын, митохондрияларын, хлоропластарын, ядроның геномын  немесе оның кесек бөлшектерін қабылдауы  мүмкін.

Жыныстық шағылыстыруға  қарағанда соматикалық будандастыру филогенездік жағынан бір-бірінен  алыс түрлерді қосуға кең мүмкіншілік  береді. Осы әдіспен әр түрлі өсімдіктердің  клеткасын бір – бірімен қосып  қалыпты будандар, мысалы темекі мен  картоптың, капуста мен турнекстің т.с.с. алынады.

Будан клеткалар ұзақ уақыт  бойы өсіп өнеді, бірақ түраралық  сиымсыздық сомалық будандастыру да кездеседі. Біраз уақыт өткеннен кейін клеткалар культурасында  екінші түрдің хромосомаларын жоғалтқан  өркендер пайда болады. Адам мен  тышқан клеткаларының жүз рет  бөлінуінен кейін адамның хромосомаларын жоғалтады.

Сомалық будандастырудың  негізінде антиденелер шығаратын  гибридомалық технологиясы жасалды. Бұл  технология бірөркенді (моноклональді) антиденелер алуға мүмкіндік  берді.

  Жануарларға ген таситын вектор ретінде вирустарды пайдалануға болады. Вируспен 2 әдіс арқылы қолданылады: 1)Мембраналық ген инженериясы липосоманы (грекше,липос-май)қолданады,бұл өте жеңіл әдіс. Іштен бөтен ген енгізілген липосоманы ұрықтанған аналық жыныс клеткасымен қосады. Сонда ұрықтанған клеткадан бөтен гені бар организм өсіп жетіледі. 2)Генді ұрықтанған жұмыртқа клеткасына өте жіңішке түтік арқылы енгізу-микроинъекция д.а. Аналық клетка ұрықтанғаннан кейін тез бөлініп,жетілген организм өсіп шығады. Организмнің өсу барысында клеткалар әртүрлі “қызметке маманданып”, әр түрлі органдардың тканіне айналады. Алайда, олардың бәрінде ДНК молекулаларының құрамы сол күйінде қалады. Осылай тышқанның ұрықтанған аналық клеткасына адамның самототропин генін енгізу арқылы алып тышқандар алынды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^{Қорытынды}

 

    Қорыта келгенде, гендік инженерия генетика мен биотехнология салаларында енді дамып келе жатқан сала. Көптеген қызықты ашылулар мен тәжірбиеллер қойылып жатыр.

Өсімдік жасушаларына бөтен генетикалық информацияны енгізу тәжірбие жүзінде дәлелденеді. Өсімдіктер геномын гендік инженерия әдістермен өзгертіп қайта құру мақсаты екі мәселені шешуге бағытталған. Біріншісі, трансгенозга байланысты негізгі теориялық мәселелерді шешу, ал түбінде өсімдіктердің алдын ала көзделген белгілі қасиеттері бар жаңа нұсқаларын шығару үшін тәжірибелік селекцияда гендік инженерия әдістерін қолдану. Өсімдіктерді жақсартудың ең жарамды амалдары ежелден организмде бар гендерді өзгерту және гендік инженерия әдістермен бір белгілі кодтайтын жеке бір генді тасымалдау.

Гендік инженерия арқылы бізге дәрі-дәрмек, ауылшарушылығына көптеген пайдасын көрсетіп жатыр. Әрбір  соманың гендерін қосып бір жаңадан  организм құрастыру. Олардың қасиеттерінің  өзгеруі. Өсімдіктерді будандастыру арқылы жаңа сорттар мен қасиеттерін  көреміз.

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер

 

 

Уәлиханова  Г.Ж. Өсімдік биотехнологиясы.- Алматы: ЖШС «Дәуір», 2009.-336 б.

«Жалпы генетика»

              Сұлтанғали Төлегенов

  Алматы - 2010