umkd_gen_inzheneria


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.

1


Қазақстан Республикасының ғылым және білім министрлігі

Қазақ инновациялық гуманитарлық
-
заң университеті

Ақпараттық
-
техникалық факультет

Қолданбалы

биологи
я кафедрасы










Пәннің оқу
-
әдістемелік кешені


«Гендік инженерия»


Мамандық
: 5
В
0701
00

“Биотех
нология”








Автор: биологи
я магистрі
,
аға оқытушы Букабаева Жанылхан
Тусупжановна
















Семей, 201
5



2





3






4






5

«Гендік инженерия» пәні

1.
Пәнді оқытудың мақсаты
мен міндеті

және оқу процесіндегі орны

Гендік инженерия

-

молекулалық және к
леткалық генетиканың қолданбалы
саласы. Белгілі қасиеттері бар генетикалық материалдарды In vitro жағдайында
алдын
-
ала құрастырып, оларды тірі клеткаға енгізіп, көбейтіп, зат алмасу
процесін өзгеше жүргізу. Бұл әдіспен организмдердегі генетикалық
информаци
яны көздеген мақсатқа сай өзгертіп, олардың геномдарын
белгіленген жоспармен қайта құруға болады.




Гендік инженерия ол функционалдық активті генетикалық
құрылымдарды рекомбинаттық ДНҚ молекулалары түрінде қолдан құрастыру.
Гендік иженерияның мәні жеке

гендерді бір организмнен алып басқа
организмге көшіру. Бұған рестриктаза мен лигаза ферменттерінің ашылуы
мүмкіндік туғызады. Рестриктазалар ДНҚ молекуласын белгілі жерлерден жеке
үзінділерге қиып бөлшектейтін ыдыратушы фермент. Қазір ДНҚ молекуласын
бір
-
бірінен өзгеше 120 жерінен үзетін 500
-
ден астам рестриктазалар
анықталған. Алынған полинуклеотид бөлшектерінінің комплементарлық
немесе жабысқыш ұштарны ДНҚ лигазасы


бір
-
біріне желімдеп реттеп
жалғасытырып қосады. Осы ферменттердің көмегімен бір ДНҚ мол
екуласынан
қажетті ген бөлініп алынып, басқа ДНҚ молекуласын үзінділерімен
құрастырылып рекомбинанттық, яғни жаңа будан ДНҚ жасалады.




Пәннің мақсаты



студентерді қазіргі заманғы гендік инженерияның
бағыттары, гендік инженериядағы қолдан
ылатын ферментер және векторладың
құрастыру принциптерімен таныстыру.




Пәннің міндеттері:

студентерді ДНҚ
-
ның рекомбинациясын, өсімдіктер
мен жануарларды клондау және гендердің қозғалу механизімін, селекцияда
молекулярлық денгейде клондауды
ү
йрету.


Генетикалық инженерия арнайы курс студенттерге рекомбинантты ДНҚ
алу және клондаудың алуан түрлі әдістері мен әдістемелері, өсімдік және
жануарлар геномдары экспрессиясының механизмдері, молекулалық
клондардың селекциясы туралы түсініктерді береді.


Сонымен қатар бұл курста студенттер соңғы жылдары басылып шыққан
әдебиеттерді еркін пайдалана алуды, бұл бағыттағы соңғы жетістіктерді
іріктеуді, генетикалық инженериядан алған білімдерін ғылыми және
практикалық жұмыста пайдалануға үйренеді.

Генетикалық ин
женерия арнайы курс студенттерге рекомбинантты ДНҚ
-
ын алу және клондаудың алуан түрлі әдістері мен әдістемелері, өсімдік және
жануарлар геномдары экспрессиясының механизмдері, молекулалық
клондардың селекциясы туралы түсініктерді нақтылы білуге міндетті.




Пәннің пререквезитте
рі
:

Жалпы және молекулалық генетика

Пәннің постреквезиттері:


-

Өсімдіктер биотехнологиясы

-

Жануарлар биотехнологиясы




6

2.
Пәннің мазмұны

Тақырыптық болу жоспары







Тақырып
тың

ат
ау
ы

Сағат саны

Дәрі
с

Тәж

ОС
ӨЖ


СӨЖ


1

Генд
ік инженерия ғылымы туралы
жалпы мәлімет
.Генетикалық және ген
инженериясы

2




2

Гендік инженериядағы генді алу
әдістері

1




3

Ферменттік (энзимдік) әдіс

1




4

Рестрикциялық ферменттер
(эндонуклеазалар)

1




5

Рестрикция

модификация жүйесі

1




6

Ген инженериясының векторлық
(тасымалдаушы) молекулалары

1




7

Фагтық векторлар

1




8

Рекомбинантты ДНҚ молекуласын
құрастыру

1




9

Рекомбинантты ДНҚ молекуласын
клеткаға та
сымалдау және ген клонын
көбе
йт

1




10

Скрининг

1




11

Генді бөлу әдістері

1




12

Бөтен гендердің микроорганизмде
жұмыс істеуі

1




13

Эукариоттар клеткасында ген клонын
көбейту

1




14

Генді сүтқоректілер клеткасына
енгізудің тәсілдері

1




15

ДНҚ
-
ның нуклеотидтер қатарын
ан
ықтау






16

ДНҚ тізбегінің нуклеотидтер қатарын
анықтаудың Сэнгер әдісі


1




17

Хромосома және геном деңгейіндегі
генетикалық инженерия

1




18

Клетка инженериясы

1




19

Клетка инженериясында
гибридомаларды ал
у

1




20

Аллофенді жануарлар алу

1





7

21

Ген инженериясы негізінде
биотехнологиялық өнімдер алу

1




22

Соматотропин гормонын өндіру

1




23

Ген инженерия әдістерінің медицинада
қолданылуы

1




24

Вакциналарды өндіру

1




25

Клетка мен эмбриоинженерия

1




26

Эмбриондарды реконструкция
лаудың
биотехнологиялық маңы

1




27

Трансгенді жануарлар ал
у

1




28

Трансгенді тышқан алу тәжірибе
с
і

1




29

Трансгенді жануарлар алудың маңы
зы

1




30

Гендік инженерия пәні мақсаты


1



31

ДНҚ молекуласының құрылысы мен
қасиеттері


1



32

Гендік и
нженерияда қолданылатын
ферменттер


1



33

Гендік инженерияда қолданылатын
ферменттер


1



34

Векторлы жүйелер


1



35

Плазмидалар. Фагтар. Космидтер


1



36

Рекомбинанттық ДНҚ
-
ны
құрастырудың принциптері мен
әдістері және оларды рецепиент
клеткасына е
нгізу


1



37


Гендерді көшіру. Трансформация


1



38

Экспресс
-
диагностика, генетикалық
реконструкцияланған материа
лдарды
талдау және бағалау


1



39

Өсімдіктердің гендік инженериясы


1



40


Өсімдіктердің гендік инженериясы


1



41

Трансгенді жануарл
ар


1



42

Трансгенді жануарлар


1



43


Вирусқа қарсы вакциналар


1



44

Гендік инженерияның практикалық
аспектілері


1



45

Генді бөлу әдістері





2,25


46

Эукариоттар клеткасында ген клонын
көбейту



2,25


47

Плазмидтер репликациясының
механ
измдері



2,25


48

Генді сүтқоректілер клеткасына
енгізудің тәсілдері





2,25



8

49

ДНҚ тізбегінің нуклеотидтер қатарын
анықтаудың Сэнгер әдісі



2,25


50

Клетка инженериясы





2,25


51

Ген инженериясы негізінде
биотехнологиялық өнімдер алу



2,25


52

Соматотропин гормонын өндіру





2,25


53

Клондау



2,25


54

Вакциналарды өндіру





2,25


55


Гендік инженерия, оның мүмкіндіктері
мен перспективасы.




6,75

56

Биологиялық белсенді заттар алуда
гендік инженерия әдістерін қолдану




6,75

57

Ретровирустардың молекулярлық
-
генетикалық құрылымы




6,75

58

Ген инженерия әдістерінің медицинада
қолданылуы




6,75

59

Трансгенді тышқан алу тәжірибесі.




6,75

60

Аллофенді жануарлар алу жолдары




6,75

61

Трансгенді жануарлар алудың жо
лдары
және маңызы




6,75

62

Әлемде

трансгенді өсімдіктерді
қолдану тиімділігі.




6,75

63

Колорад қоңызына төзімді трансгенді
картоп өсімдігі.




6,75

64

Генетикалық модифицирленген
өнімдерді қолданудағы биоқауіпсіздік
және қауіптілік мәселелері




6,7
5


Барлығы

30

15

22,5

67,5



2.1Дәрістер



Дәріс
сабақтарының
тақырыбы

Қысқаша мазмұны

Оқу
формас
ы

Сағат
саны

1

Генд
ік инженерия
ғылымы туралы
жалпы
мәлімет.Генетикал
Гендік инженерия ғылымының
даму тарихы

Гендік инженерия пәніні
ң

мақсаты және міндеттер




9

ық және ген
инженериясы

Г
енетикалық және ген
инженериясы

2

Гендік
инженериядағы
генді алу әдістері

Генді тікелей бөлу әдісі

Генді синтездеудің химиялық
әдісі



3

Ферменттік
(энзимдік) әдіс

Ферменттік синтез

Ферменттік әдісте
қолданылатын ферменттер



4

Рестрикциялық
ферменттер
(эндонуклеазалар)

Рестрикциялық ферменттердің
ашылуы

Рестрикциялық ферменттердің
типтері



5

Рестрикция

модификация
жүйесі

Рестрикция

модификация
жүйесінің ашылуы

Модификацияның маңызы



6

Ген
инженериясының
векторлық
(тасы
малдаушы)
молекулалары

Векторлар және оларға
қойылатын талаптар

Вектор түрлері




7

Фагтық векторлар

Фагтық векторлар туралы
түсінік
.
Космидтер
.
Фазмидтер



8

Рекомбинантты
ДНҚ молекуласын
құрастыру

Рекомбинантты ДНҚ туралы
түсінік

рДНҚ құрастырудың
әдіст
ері



9

Рекомбинантты
ДНҚ молекуласын
клеткаға
тасымалдау және
ген клонын көбейт

рДНҚ
-
ны клеткаға енгізу

Ген клонын көбейту




10

Скрининг

Ген скринингі туралы түсінік

Ген скринингінің кезеңдері



11

Генді бөлу әдістері

Саузерн және Нозерн блотинг
әдіст
ері
.
Фенотиптік әдіс



12

Бөтен гендердің
микроорганизмде
жұмыс істеуі

Күшті промотрды таңдау

Эукариоттық құрылымды
бактериялық геномға енгізу

Бөгде геннің бактериялық
клеткада жұмыс істеуі



13

Эукариоттар
клеткасында ген
клонын көбейту

Ген инженериясынд
а эукариот
-
ашытқылардың қызметі
.
рДНҚ
молекуласын жануар клеткасына
енгізіп, ген клонын алу



14

Генді сүтқоректілер
Трансфекция және клетканың



10

клеткасына
енгізудің тәсілдері

жиналған ДНҚ
-
мен қосылуы

Микроинъекция және
вирустардың өзін қолдану
әдістері

15

ДНҚ
-
ның
нуклеотидтер
қатарын анықтау


ДНҚ
-
ның нуклеотидтер қатарын
анықтаудың мәні

ДНҚ тізбегінің нуклеотидтер
қатарын анықтаудың Максам
-
Гильберт әдісі



16

ДНҚ тізбегінің
нуклеотидтер
қатарын
анықтаудың Сэнгер
әдісі


Сэнгер әдісінің шығу тарихы


«Тізб
екті үзу» әдісінің маңызы



17

Хромосома және
геном деңгейіндегі
генетикалық
инженерия

Генетикалық инженерияның
деңгейлері

Хромосомалық инженерия



18

Клетка
инженериясы

Сома клеткаларының
гибридизациясы
-
қосылуы

Клетка инженериясының
маңызы



19

Клетк
а
инженериясында
гибридомаларды
алу

Гибридомалар

Моноклонды антизаттар алу




20

Аллофенді
жануарлар алу

Аллофендер туралы түсінік

рДНҚ негізіндегі ген инженерия
жетістіктері



21

Ген инженериясы
негізінде
биотехнологиялық
өнімдер алу

рДНҚ
-
ны қолдану бар
ысында
қол жеткізген жетістіктер

Қажетті гормондарды өндіру




22

Соматотропин
гормонын өндіру

Соматотропин гормоны туралы
түсінік

Өсу гормонын өндірудің маңызы



23

Ген инженерия
әдістерінің
медицинада
қолданылуы

Қан факторларын алу

Ген инженерия әдісте
рінің
иммуномодуляторлар алуда
қолданылуы



24

Вакциналарды
өндіру

Вакцина туралы түсінік

Синтетикалық вакциналар



25

Клетка мен
Эмбриоинженерия және



11

эмбриоинженерия

эмбриондарды
трансплантациялау
.
Эмбриондар
ды реконструкциялау

26

Эмбриондарды
реконст
рукциялауд
ың
биотехнологиялық
маңы

Эмбриондарды
реконструкциялаудың
биотехнологиясы
.
Генетикалық
химера алу



27

Трансгенді
жануарлар ал
у

Трансгенді жануарларды алу
әдістері
.
Трансгеноз



28

Трансгенді тышқан
алу тәжірибе
сі

Р.Пальмитер тәжірибесі

Микроинъе
кциялау арқылы
трансгенді тышқан алу



29

Трансгенді
жануарлар алудың
маңы
зы

Трансгенді малдарды алу
кезеңдері
.
Трансгенді малдарды
алудың ғылыми жұмыстары





2.2 Тәжірибелік сабақтар




Тәжірибелік сабақ
тақырыптары

Қысқаша мазмұны

Оқу
формасы

Сағат
сан
ы

1

Гендік инженерия
пәні мақсаты

Гендік
инженерия пәні және
объектілері.
Гендік
инженерияның міндеттері мен
әдістері.Гендік инженерияның
пайда болуы және даму
кезеңдері

Күндізгі

1

2

ДНҚ
молекуласының
құрылысы мен
қасиеттері

ДНҚ молекуласының
құрылысы мен

қасиеттері.

ДНҚ қасиеттері мен
құрылысының заңдылығы.

Репарация («ремонт»)
.

ДНҚ

Р
епликация
сы

(редупликация)

Күндізгі

1

3

Гендік
инженерияда
қолданылатын
ферменттер

Рестрикционды
эндонуклеазалар.

Рестриктаза
к
лассификация
сы және

номенклатура
сы. Рестрикта
за
арнайылығы.

ДНҚ полиморфизмін
физикалық карталауда және
талдауда, вирус пен
бактериялардың арнайы
Күндізгі

1


12

штамдарын сипаттауда,
плазмидаларды алуда
рестриктазаны қолдану.

ДНҚ
-
полимераза әр түрлі
көздерден:
олардың
қасиеттері және қолдану


4

Гендік
и
нженерияда
қолданылатын
ферменттер

Т4 фагының ДНҚ және РНҚ
-
лигазасы.

Кері

транскриптазалар (РН
Қ
-
тәуелді

ДНҚ
-
полимеразалар).
Поли (А)
-
полимеразалар.

Дезоксирибонуклеазалар

Күндізгі

1

5

Векторлы жүйелер

Векторлар.
Гендерді
көшірудегі векторлар.

Векторларды
ң
классификациясы.

Бактерия плазмидтері және
рекомбинантты ДНҚ жасау.

Бактериофагтар негізіндегі
векторлар
(M13,

).

Ti
-

плазмид

негізіндегі
векторлар

Күндізгі

1

6

Плазмидалар.
Фагтар. Космидтер

Плазмидалар.Фагтар.

Космидтер.
Космидті
векторлар.Гендер
кітап
ханасы
және энциклопедиясы

Күндізгі

1

7

Рекомбинанттық
ДНҚ
-
ны
құрастырудың
принциптері мен
әдістері және
оларды рецепиент
клеткасына енгізу

Рекомбинанттық ДНҚ
-
ны
құрастырудың принциптері
мен әдістері.ДНҚ
-
ға операция.
Донор ДНҚ бөліп алу және
фракциялау.

Д
НҚ фрагменттерін қосу.

Полилинкерлер, линкерлер
және адаптерлер түсінігі

Күндізгі

1

8


Гендерді көшіру.
Трансформация

Гендерді горизонталды
көшіру.Трансформация.
Прокариоттар мен
эукариоттардағы
трансформация.Бактериядағы
трансформация. Табиғаттағы
трансф
ормация.
Электропорац
ия.Трансфекция.

Күндізгі

1

9

Экспресс
-

Праймерлерді құрастыру.

Күндізгі

1


13

диагностика,
генетикалық
реконструкцияланғ
ан материа
лдарды
талдау және
бағалау

Ферменттер (Tq
-
полимераза,
Pfu
-
полимераза, Pfu
-
Turbo,
кері транскриптаза).

Денатурация, элон
гация
жағдайлары.

Кездейсоқ және бағыттаушы
-
сайт мутагенезі (нүктелі,
делеционды, инсерционды).

10

Өсімдіктердің
гендік
инженериясы

Өсімдіктердің гендік
инженериясы.Өсімдікке бөгде
гендерді енгізу әдістері.

Агробактериалды ластану
жә
не өсімдік
тердегі
трансформация

Күндізгі

1

11


Өсімдіктердің
гендік
инженериясы

-

Трансгенді өсімдіктерді алу
және талдау.Сайленсинг.
Трансгенді өсімдіктердің
қасиеттері.Трансгенді
өсімдіктерді алу принциптері

Күндізгі

1

12

Трансгенді
жануарлар

Трансгенді жануарлард
ы алу
әдістері.Трансгенді
жануарларды алу
стратегиясы.Тышканның
тератокарционды клеткалары.

Ооцитер микроинъекциясы.

Эмбрионалды бағаналы
клеткалар

Күндізгі

1

13

Трансгенді
жануарлар

Фундаменталды
зерттеулердегі трансгенді
жануарлар.Нокауттық
тышқандар.До
лли қойын алу
жолдары.Трансгенді
жануарларды
биотехнологиялық қолдану.



Күндізгі

1

14


Вирусқа қарсы
вакциналар

Вирустық антидене негізіндегі
вакциналар.ДНҚ
-
вакциналар.

Адам иммунотапшылық
вирусына қарсы вакциналар.

Күндізгі

1

15

Гендік
инженерияның
пра
ктикалық
аспектілері

Жануарлар, өсімдіктер,
бактериялар және ашытқылар
клеткасына ДНҚ
енгізу.Пайдалы қасиеттері бар
Күндізгі

1


14

трансгенді өсімдіктер мен
жануарларды
алу.Генетикалық
аппараттардың және олардың
қызметтерінің
ауытқуларының салдарынан
болатын адам және ж
а
нуарлар
ауруларын гендік емдеу




2.3 «Гендік инженерия» пәні бойынша
ОЖСӨЖ, СӨЖ тақырыптары




ОЖСӨЖ
тақырыптары

Қысқаша мазмұны

Сағат
көлемі

Бақылау
формасы

1

Генді бөлу әдістері

Саузерн және Нозерн блотинг
әдістері
.
Фенотиптік әдіс
.

2,25

Ау
ызша

2

Эукариоттар
клеткасында ген
клонын көбейту


Ген инженериясында эукариот
-
ашытқылардың қызметі
.
р
-
ДНҚ
молекуласын жануар клеткасына
енгізіп, ген клонын алу
.

2,25

Ауызша

3

Плазмидтер
репликациясының
механизмдері

Плазмидтер репликациясының
механизмдер
і.

Дәрілік препараттарға тұрақты
плазмидті гендер.

2,25

Ауызша

4

Генді сүтқоректілер
клеткасына
енгізудің тәсілдері

Генді сүтқоректілер клеткасына
енгізудің тәсілдері
:

-

Трансфекция
;


-
Микроинъекция және
вирустардың қолдану әдістері

2,25

Ауызша

5

ДНҚ ті
збегінің
нуклеотидтер
қатарын
анықтаудың Сэнгер
әдісі

ДНҚ тізбегінің нуклеотидтер
қатарын анықтаудың Сэнгер әдісі
:

-

Сэнгер әдісінің
пайда болуы;

-

Тізбекті үз
у

әдісінің маңызы
.

2,25

Ауызша

6

Клетка
инженериясы

Клетка инженериясы
:

-

Сома клеткаларының
гиб
ридизациясы
-
қосылуы
;

-

Клетка инженериясының маңызы
.

2,25

Ауызша

7

Ген инженериясы
негізінде
биотехнологиялық
өнімдер алу

Ген инженериясы негізінде
биотехнологиялық өнімдер алу
:

-

р
-
ДНҚ
-
ны қолдану барысында
қол жеткізген жетістіктер
;

-

Қажетті гормондарды

өндіру
.

2,25

Ауызша

8

Соматотропин
гормонын өндіру

Соматотропин гормонын өндіру
:

-

Соматотропин гормоны туралы
түсінік
;

-

Өсу гормонын өндірудің маңызы

2,25

Ауызша


15

9

Клондау

Клондау:

-

Клон және клондау термині.

-

Жануарларды клондау.


2,25

Ауызша

10

Вакциналарды
өндіру

Вакциналарды өндіру
:

-

Вакцина туралы түсінік
;

-

Синтетикалық вакциналар
;

2,25

Ауызша





СӨЖ
тақырыптары

Қысқаша мазмұны

Сағат
көлемі

Бақылау
формасы

1


Гендік инженерия,
оның мүмкіндіктері
мен перспективасы

Гендік инженерияның даму
тарихы. Гендік инженерия,
оның мүмкіндіктері мен
перспективасы.

6,75

Ауызша

2

Биологиялық
белсенді заттар
алуда гендік
инженерия
әдістерін қолдану

Биологиялық белсенді заттар
алуда гендік инженерия
әдістерін қолдану

6,75

Ауызша

3

Ретровирустардың
молек
улярлық
-
генетикалық
құрылымы

Ретровирустардың
молекулярлық
-
генетикалық
құрылымы. Ретровирустар
гендік терапияның құралы
ретінде.

6,75

Ауызша

4

Ген инженерия
әдістерінің
медицинада
қолданылуы

Ген инженерия әдістерінің
медицинада қолданылуы:

-

Қан факторлар
ын алу;

-

Ген инженерия әдістерінің
иммуномодуляторлар алуда
қолданылуы.

6,75

Ауызша

5

Трансгенді тышқан
алу тәжірибесі.

Трансгенді тышқан алу
тәжірибесі:

-

Р.Пальмитер тәжірибесі;

-

Микроинъекциялау арқылы
трансгенді тышқан алу.

6,75

Ауызша

6

Аллофенді
жануарлар алу
жолдары

Аллофенді жануарлар алу
жолдары:

-

Аллофендер туралы түсінік;

-

р
-
ДНҚ негізіндегі ген
инженерия жетістіктері.

6,75

Ауызша

7

Трансгенді
жануарлар алудың
жолдары және
Трансгенді жануарлар алудың
жолдары және маңызы:

1.Трансгенді

жануарларды алу
6,75

Ауызша


16

маңызы

кезеңдері, әдістері;

2.Трансгенді жануарларды
алуда жүргізілген ғылыми
жұмыстар.

8

Әлемде

трансгенді
өсімдіктерді
қолдану

тиімділігі.

Әлемде

трансгенді
өсімдіктерді қолдану
тиімділігі.

6,75

Ауызша

9

Колорад қоңызына
төзімді т
рансгенді
картоп өсімдігі.

Колорад қоңызына төзімді
трансгенді картоп өсімдігі.

6,75

Ауызша

10

Генетикалық
модифицирленген
өнімдерді
қолданудағы

биоқауіпсіздік және
қауіптілік
мәселелері

Генетикалық
модифицирленген өнімдерді
қолданудағы биоқауіпсіздік
жән
е қауіптілік мәселелері.

6,75

Ауызша


3.Пәннің оқу
-
әдістемелік қамтылуы


Пайдаланылған әдебиеттер:


3.1 Негізгі әдебиеттер:


1.

Глик Б.

Молекулярная биотехнология / Б. Глик, Дж. Пастернак. Принципы
и применение. М.: Мир, 2002.

2.

Рыбчин В.Н
. Основы генетической

инженерии / В.Н. Рыбчин. Санкт
-
Петербург: Издательство СПбГТУ, 2002.

3.

Щелкунов С.Н.

Генетическая инженерия /

С.Н. Щелкунов. Новосибирск:
Сибирское университетское издательство, 2004.

4.

С.Ж. Стамбеков. Генетика. Нов., 2000.

3.2 Қосымша әдебиеттер:

1.

Картель Н.
А
. Биотехнология в растениеводстве / Н.А. Картель, А.В.
Кильчевский. Минск: «Тэхналогiя», 2005.

2.

Сельскохозяйственная биотехнология: векторные системы молекулярного
клонирования / М.: Агропромиздат, 1991.

3.

Клонирование ДНК. Методы / Под ред. Д. Гловера. М.:
Мир, 1988.

4.

Новое в клонировании ДНК. Методы / Под ред. Д. Гловера. М.:Мир,1989.

5.

С.Ж. Стамбеков, О.С. Короткевич, В.Л. Петухов. Генетика, Нов., 2006.









17

4.Пәннің материалды
-
техникалық қамтамасыз етілуі

.



Дәріс,
практикалық/

лабораториялық
сабақтарды
ң
тақырыптары

Мультимеди
ялы
презентациял
ар

Оқу
фильмдері

Муляжд
ар

Ми
кро

препаратт
ар

Басқалар

1

Генд
ік инженерия
ғылымы туралы
жалпы
мәлімет
.Генетика
лық және ген
инженериясы.

+





2

Гендік
инженериядағы
генді алу әдістері


+




3

Ферменттік
(энзимдік)

әдіс





+

4

Рестрикциялық
ферменттер
(эндонуклеазалар
)

+





5

Рестрикция

модификация
жүйесі






6

Ген
инженериясының
векторлық
(тасымалдаушы)
молекулалары

+





7

Фагтық векторлар

+





8

Рекомбинантты
ДНҚ
молекуласын
құрастыру

+





9

Рекомбина
нтты
ДНҚ
молекуласын
клеткаға
тасымалдау және
ген клонын
көбейт





+


18

10

Скрининг





+

11

Генді бөлу
әдістері






12

Бөтен гендердің
микроорганизмде
жұмыс істеуі






13

Генд
ік инженерия
ғылымы туралы
жалпы мәлімет










































19





20





21

Пән: Гендік инженерия

1.

Оқытушы туралы мәлімет

-

Оқытушы Букабаева Жанылхан Тусупжановна

-

Байланыс телефоны: 56
-
44
-
89

-

Қолданбалы биология
кафедрасы, №
2

ғимарат, Абай к
өшесі

107,
кабінет

312

2. Курс п
ререквизит
тары:


-

Жалпы және молекула
лық генетика.

3.Постреквезиттар
:

-

Өсімдіктер биотехнологиясы;

-

Жануарлар биотехнологиясы.



4. Пәннің қысқаша мазмұны

Гендік инженерия
-

молекулалық және клеткалық генетиканың қолданбалы
саласы. Белгілі қасиеттері бар генетикалық материалдарды In vitro

жағдайында
алдын
-
ала құрастырып, оларды тірі клеткаға енгізіп, көбейтіп, зат алмасу
процесін өзгеше жүргізу. Бұл әдіспен организмдердегі генетикалық
информацияны көздеген мақсатқа сай өзгертіп, олардың геномдарын
белгіленген жоспармен қайта құруға болады.




Гендік инженерия ол функционалдық активті генетикалық
құрылымдарды рекомбинаттық ДНҚ молекулалары түрінде қолдан құрастыру.
Гендік иженерияның мәні жеке гендерді бір организмнен алып басқа
организмге көшіру. Бұған рестриктаза мен лигаза ферменттерін
ің ашылуы
мүмкіндік туғызады. Рестриктазалар ДНҚ молекуласын белгілі жерлерден жеке
үзінділерге қиып бөлшектейтін ыдыратушы фермент. Қазір ДНҚ молекуласын
бір
-
бірінен өзгеше 120 жерінен үзетін 500
-
ден астам рестриктазалар
анықталған. Алынған полинуклеотид
бөлшектерінінің комплементарлық
немесе жабысқыш ұштарны ДНҚ лигазасы


бір
-
біріне желімдеп реттеп
жалғасытырып қосады. Осы ферменттердің көмегімен бір ДНҚ молекуласынан
қажетті ген бөлініп алынып, басқа ДНҚ молекуласын үзінділерімен
құрастырылып рекомбина
нттық, яғни жаңа будан ДНҚ жасалады.


Пәннің мақсаты


студентерді қазіргі заманғы гендік инженерияның
бағыттары, гендік инженериядағы қолданылатын ферментер және векторладың
құрастыру принциптерімен таныстыру.

Пәннің міндеттері: студентерді ДНҚ
-
ның рекомб
инациясын, өсімдіктер мен
жануарларды клондау және гендердің қозғалу механизімін, селекцияда
молекулярлық денгейде клондауды
ү
йрету.Генетикалық инженерия арнайы
курс студенттерге рекомбинантты ДНҚ алу және клондаудың алуан түрлі
әдістері мен әдістемелері,

өсімдік және жануарлар геномдары экспрессиясының
механизмдері, молекулалық клондардың селекциясы туралы түсініктерді
береді.Сонымен қатар бұл курста студенттер соңғы жылдары басылып шыққан
әдебиеттерді еркін пайдалана алуды, бұл бағыттағы соңғы жетістікте
рді
іріктеуді, генетикалық инженериядан алған білімдерін ғылыми және
практикалық жұмыста пайдалануға үйренеді.



22

5.Тақырыптық бөлу жоспары






Тақырыптың атауы

Сағат саны

Дәрі
с

Тәж

ОС
ӨЖ


СӨЖ


1

Генд
ік инженерия ғылымы туралы
жалпы
мәлімет.Генетикалық және ген
инженериясы

2




2

Гендік инженериядағы генді алу
әдістері

1




3

Ферменттік (энзимдік) әдіс

1




4

Рестрикциялық ферменттер
(эндонуклеазалар)

1




5

Рестрикция

модификация жүйесі

1




6

Ген инженериясының векторлық
(тасы
малдаушы) молекулалары

1




7

Фагтық векторлар

1




8

Рекомбинантты ДНҚ молекуласын
құрастыру

1




9

Рекомбинантты ДНҚ молекуласын
клеткаға тасымалдау және ген клонын
көбейт

1




10

Скрининг

1




11

Генді бөлу әдістері

1




12

Бөтен гендердің микроор
ганизмде
жұмыс істеуі

1




13

Эукариоттар клеткасында ген клонын
көбейту

1




14

Генді сүтқоректілер клеткасына
енгізудің тәсілдері

1




15

ДНҚ
-
ның нуклеотидтер қатарын
анықтау






16

ДНҚ тізбегінің нуклеотидтер қатарын
анықтаудың Сэнгер әдісі


1




17

Хромосома және геном деңгейіндегі
генетикалық инженерия

1




18

Клетка инженериясы

1




19

Клетка инженериясында
гибридомаларды алу

1




20

Аллофенді жануарлар алу

1




21

Ген инженериясы негізінде
биотехнологиялық өнімдер алу

1





23

22

Соматотропин

гормонын өндіру

1




23

Ген инженерия әдістерінің медицинада
қолданылуы

1




24

Вакциналарды өндіру

1




25

Клетка мен эмбриоинженерия

1




26

Эмбриондарды реконструкциялаудың
биотехнологиялық маңы

1




27

Трансгенді жануарлар ал
у

1




28

Трансгенді

тышқан алу тәжірибе
с
і

1




29

Трансгенді жануарлар алудың маңы
зы

1




30

Гендік инженерия пәні мақсаты


1



31

ДНҚ молекуласының құрылысы мен
қасиеттері


1



32

Гендік инженерияда қолданылатын
ферменттер


1



33

Гендік инженерияда қолданылатын
фермен
ттер


1



34

Векторлы жүйелер


1



35

Плазмидалар. Фагтар. Космидтер


1



36

Рекомбинанттық ДНҚ
-
ны
құрастырудың принциптері мен
әдістері және оларды рецепиент
клеткасына енгізу


1



37


Гендерді көшіру. Трансформация


1



38

Экспресс
-
диагностика, гене
тикалық
реконструкцияланған материа
лдарды
талдау және бағалау


1



39

Өсімдіктердің гендік инженериясы


1



40


Өсімдіктердің гендік инженериясы


1



41

Трансгенді жануарлар


1



42

Трансгенді жануарлар


1



43


Вирусқа қарсы вакциналар


1



44

Генді
к инженерияның практикалық
аспектілері


1



45

Генді бөлу әдістері





2,25


46

Эукариоттар клеткасында ген клонын
көбейту



2,25


47

Плазмидтер репликациясының
механизмдері



2,25


48

Генді сүтқоректілер клеткасына
енгізудің тәсілдері





2,
25


49

ДНҚ тізбегінің нуклеотидтер қатарын
анықтаудың Сэнгер әдісі



2,25



24

50

Клетка инженериясы





2,25


51

Ген инженериясы негізінде
биотехнологиялық өнімдер алу



2,25


52

Соматотропин гормонын өндіру





2,25


53

Клондау



2,25


54

Вак
циналарды өндіру





2,25


55


Гендік инженерия, оның мүмкіндіктері
мен перспективасы.




6,75

56

Биологиялық белсенді заттар алуда
гендік инженерия әдістерін қолдану




6,75

57

Ретровирустардың молекулярлық
-
генетикалық құрылымы




6,75

58

Ген ин
женерия әдістерінің медицинада
қолданылуы




6,75

59

Трансгенді тышқан алу тәжірибесі.




6,75

60

Аллофенді жануарлар алу жолдары




6,75

61

Трансгенді жануарлар алудың жолдары
және маңызы




6,75

62

Әлемде

трансгенді өсімдіктерді
қолдану тиімділігі.




6,75

63

Колорад қоңызына төзімді трансгенді
картоп өсімдігі.




6,75

64

Генетикалық модифицирленген
өнімдерді қолданудағы биоқауіпсіздік
және қауіптілік мәселелері




6,75


Барлығы

30

15

22,5

67,5




6.Пән мазмұны

Дәріс сабақтары:

1.Тақырып:

Генд
ік и
нженерия ғылымы туралы жалпы мәлімет.Генетикалық
және ген инженериясы

Қысқаша мазмұны:

Гендік инженерия ғылымының даму тарихы

Гендік инженерия пәні
нің

мақсаты

және
міндеттер

Генетикалық және ген инженериясы.

2.Тақырып:

Гендік инженериядағы генді алу әдіс
тері


25

Қысқаша мазмұны:


Генді тікелей бөлу әдісі

Генді синтездеудің химиялық әдісі

3.Тақырып:

Ферменттік (энзимдік) әдіс

Қысқаша мазмұны:

Ферменттік синтез

Ферменттік әдісте қолданылатын ферменттер

4
.Тақырып:

Рестрикциялық ферменттер (эндонуклеазалар)

Қысқа
ша мазмұны:


Рестрикциялық ферменттердің ашылуы

Рестрикциялық ферменттердің типтері

5
.Тақырып:

Рестрикция

модификация жүйесі

Қысқаша мазмұны:


Рестрикция

модификация жүйесінің ашылуы

Модификацияның маңызы


6
.Тақырып:

Ген инженериясының векторлық (тасымал
даушы) молекулалары

Қысқаша мазмұны:


Векторлар және оларға қойылатын талаптар

Вектор түрлері

7.Тақырып:

Фагтық векторлар

Қысқаша мазмұны:

Фагтық векторлар туралы түсінік
.

Космидтер
.
Фазмидтер

8.Тақырып:

Рекомбинантты ДНҚ молекуласын құрастыру

Қысқаша мазм
ұны:

Рекомбинантты ДНҚ туралы түсінік

рДНҚ құрастырудың әдістері

9.Тақырып:

Рекомбинантты ДНҚ молекуласын клеткаға тасымалдау және ген
клонын көбейт
у

Қысқаша мазмұны:

рДНҚ
-
ны клеткаға енгізу

Ген клонын көбейту

10.Тақырып:

Скрининг

Қысқаша мазмұны:

Ген скри
нингі туралы түсінік

Ген скринингінің кезеңдері

11.Тақырып:

Генді бөлу әдістері

Қысқаша мазмұны:

Саузерн және Нозерн блотинг әдістері

Фенотиптік әдіс


12.Тақырып:

Бөтен гендердің микроорганизмде жұмыс істеуі

Қысқаша мазмұны:

Күшті промотрды таңдау

Эукариот
тық құрылымды бактериялық геномға енгізу


26

Бөгде геннің бактериялық клеткада жұмыс істеуі

13.Тақырып:

Эукариоттар клеткасында ген клонын көбейту

Қысқаша мазмұны:

Ген инженериясында эукариот
-
ашытқылардың қызметі
.

рДНҚ молекуласын жануар клеткасына енгізіп, ге
н клонын алу

14.Тақырып:

Генді сүтқоректілер клеткасына енгізудің тәсілдері

Қысқаша мазмұны:

Трансфекция және клетканың жиналған ДНҚ
-
мен қосылуы

Микроинъекция және вирустардың өзін қолдану әдістері

15.Тақырып:

ДНҚ
-
ның нуклеотидтер қатарын анықтау

Қысқаша м
азмұны:


ДНҚ
-
ның нуклеотидтер қатарын анықтаудың мәні

ДНҚ тізбегінің нуклеотидтер қатарын анықтаудың Максам
-
Гильберт әдісі

16.Тақырып:

ДНҚ тізбегінің нуклеотидтер қатарын анықтаудың Сэнгер әдісі

Қысқаша мазмұны:


Сэнгер әдісінің шығу тарихы


«Тізбекті үзу»

әдісінің маңызы

17.Тақырып:

Хромосома және геном деңгейіндегі генетикалық инженерия

Қысқаша мазмұны:


Генетикалық инженерияның деңгейлері

Хромосомалық инженерия

18. Тақырып:

Клетка инженериясы

Қысқаша мазмұны:


Сома клеткаларының гибридизациясы
-
қосылуы

Клетка инженериясының маңызы

19
.Тақырып:

Клетка инженериясында гибридомаларды алу

Қысқаша мазмұны:


Гибридомалар

Моноклонды антизаттар алу

20
.Тақырып:

Аллофенді жануарлар алу

Қысқаша мазмұны:

Аллофендер туралы түсінік

рДНҚ негізіндегі ген инженерия жетісті
ктері

21
.Тақырып:

Ген инженериясы негізінде биотехнологиялық өнімдер алу

Қысқаша мазмұны:

рДНҚ
-
ны қолдану барысында қол жеткізген жетістіктер

Қажетті гормондарды өндіру

2
2
.Тақырып:

Соматотропин гормонын өндіру

Қысқаша мазмұны
:

Соматотропин гормоны туралы т
үсінік

Өсу гормонын өндірудің маңызы

23
.Тақырып:

Ген инженерия әдістерінің медицинада қолданылуы

Қысқаша мазмұны
:

Қан факторларын алу

Ген инженерия әдістерінің иммуномодуляторлар алуда қолданылуы


27

24
.Тақырып:

Вакциналарды өндіру

Қысқаша мазмұны
:

Вакцина тур
алы түсінік

Синтетикалық вакциналар

25
.Тақырып:

Клетка мен эмбриоинженерия

Қысқаша мазмұны
:

Эмбриоинженерия және эмбриондарды трансплантациялау
.

Эмбриондарды реконструкциялау

26
.Тақырып:

Эмбриондарды реконструкциялаудың биотехнологиялық маңы

Қысқаша

мазмұн
ы
:

Эмбриондарды реконструкциялаудың биотехнологиясы
.

Генетикалық химера алу

27
.Тақырып:

Трансгенді жануарлар ал
у

Қысқаша мазмұны
:


Трансгенді жануарларды алу әдістері
.

Трансгеноз

2
8
.Тақырып:

Трансгенді тышқан алу тәжірибе
сі

Қысқаша мазмұны
:


Р.Пальмитер тә
жірибесі

Микроинъекциялау арқылы трансгенді тышқан алу

29
.Тақырып:

Трансгенді жануарлар алудың маңы
зы

Қысқаша мазмұны:

Трансгенді малдарды алу кезеңдері
.

Трансгенді малдарды алудың ғылыми жұмыстары


7.
Тәжірибелік
сабақ тақырыптары

1 тақырып. Гендік инженер
ия пәні мақсаты мен міндеттері


1 сағат.

-

Гендік инженерия пәні және объектілері.

-

Гендік инженерияның міндеттері мен әдістері.

-

Гендік инженерияның пайда болуы және даму кезеңдері.


2 тақырып: ДНҚ молекуласының құрылысы мен қасиеттері.


1 сағат.

-

ДНҚ молекул
асының құрылысы мен қасиеттері.

-

ДНҚ қасиеттері мен құрылысының заңдылығы.

-

Репарация («ремонт»)
.

-

ДНҚ

Р
епликация
сы

(редупликация)
.


3 тақырып: Гендік инженерияда қолданылатын ферменттер.


1 сағат.

-

Гендік инженерияда қолданылатын ферменттер.

-

Рестрикционды эн
донуклеазалар.

Рестриктаза к
лассификация
сы және

номенклатура
сы. Рестриктаза арнайылығы.

-

ДНҚ полиморфизмін физикалық карталауда және талдауда, вирус пен
бактериялардың арнайы штамдарын сипаттауда, плазмидаларды алуда
рестриктазаны қолдану.


28

-

ДНҚ
-
полимераза әр

түрлі көздерден: олардың қасиеттері және
қолдану.


№4 тақырып. Гендік инженерияда қолданылатын ферменттер


1 сағат.

-

Т4 фагының ДНҚ және РНҚ
-
лигазасы.

-

Кері

транскриптазалар (РН
Қ
-
тәуелді

ДНҚ
-
полимеразалар).

-

Поли (А)
-
полимеразалар.

-

Дезоксирибонуклеазалар.


№5 тақырып: Векторлы жүйелер


1 сағат.

-

Векторлар. Гендерді көшірудегі векторлар.

-

Векторлардың классификациясы.

-

Бактерия плазмидтері және рекомбинантты ДНҚ жасау.

-

Бактериофагтар негізіндегі векторлар
(M13,

).

-

Ti
-

плазмид

негізіндегі векторлар.


№6 тақыр
ып: Плазмидалар. Фагтар. Космидтер.


1 сағат.

-

Плазмидалар.

-

Фагтар.

-

Космидтер. Космидті векторлар.

-

Гендер кітапханасы және энциклопедиясы.


№7 тақырып. Рекомбинанттық ДНҚ
-
ны құрастырудың принциптері мен
әдістері және оларды рецепиент клеткасына енгізу


1 с
ағат.

-

Рекомбинанттық ДНҚ
-
ны құрастырудың принциптері мен әдістері.

-

ДНҚ
-
ға операция. Донор ДНҚ бөліп алу және фракциялау.

-

ДНҚ фрагменттерін қосу.

-

Полилинкерлер, линкерлер және адаптерлер түсінігі.


№8 тақырып. Гендерді көшіру. Трансформация.


1 сағат.

-

Генд
ерді горизонталды көшіру.

-

Трансформация. Прокариоттар мен эукариоттардағы трансформация.

-

Бактериядағы трансформация. Табиғаттағы трансформация.

-

Электропорация.Трансфекция.


№9 тақырып. Экспресс
-
диагностика, генетикалық реконструкцияланған
материа
лдарды тал
дау және бағалау.


1 сағат.

-

ПЦР. Праймерлерді құрастыру.

-

Ферменттер (Tq
-
полимераза, Pfu
-
полимераза, Pfu
-
Turo, кері
транскриптаза).

-

Денатурация, элонгация жағдайлары.

-

Кездейсоқ және бағыттаушы
-
сайт мутагенезі (нүктелі, делеционды,
инсерционды).


№10 тақыр
ып. Өсімдіктердің гендік инженериясы.


1 сағат.

-

Өсімдіктердің гендік инженериясы.


29

-

Өсімдікке бөгде гендерді енгізу әдістері.

-

Агробактериалды ластану және өсімдіктердегі трансформация.


№11 тақырып. Өсімдіктердің гендік инженериясы.


1 сағат.

-

Трансгенді өсі
мдіктерді алу және талдау.

-

Сайленсинг. Трансгенді өсімдіктердің қасиеттері.

-

Трансгенді өсімдіктерді алу принциптері.



№12 тақырып. Трансгенді жануарлар


1 сағат
.

-

Трансгенді жануарларды алу әдістері.

-

Трансгенді жануарларды алу стратегиясы.

-

Тышканның терато
карционды клеткалары.

-

Ооцитер микроинъекциясы.

-

Эмбрионалды бағаналы клеткалар.


№13 тақырып. Трансгенді жануарлар


1 сағат
.

-

Фундаменталды зерттеулердегі трансгенді жануарлар.

-

Нокауттық тышқандар.

-

Долли қойын алу жолдары.

-

Трансгенді жануарларды биотехнологи
ялық қолдану.


№14 тақырып. Вирусқа қарсы вакциналар


1 сағат.

-

Вирионды вакциналар.

-

Вирустық антидене негізіндегі вакциналар.

-

ДНҚ
-
вакциналар.

-

Адам иммунотапшылық вирусына қарсы вакциналар.


№15 тақырып. Гендік инженерияның практикалық аспектілері.


1 сағат
.

-

Жануарлар, өсімдіктер, бактериялар және ашытқылар клеткасына ДНҚ
енгізу.

-

Пайдалы қасиеттері бар трансгенді өсімдіктер мен жануарларды алу.

-

Генетикалық аппараттардың және олардың қызметтерінің
ауытқуларының салдарынан болатын адам және жануарлар ауруларын

гендік емдеу.












30

V
БӨЛІМ

ДӘРІС КОНСПЕКТІЛЕРІ



1.Тақырып:

Генд
ік инженерия ғылымы туралы жалпы мәлімет.Генетикалық
және ген инженериясы

Негізгі сұрақтар
:

Гендік инженерия ғылымының даму тарихы

Гендік инженерия пәнінің мақсаты және міндеттер

Генети
калық және ген инженериясы.

Гендік инженерия ғылымының даму тарихы

Ген

инженериясы молекулалық биологияның жаңа саласы. Ол лабораториялық
ә
діс арқылы генетикалық жүйелер мен т
ұ
қымы өзгерген организмдерді алу
жолын қарастырады. Ген инженериясының пайда болу
ы генетиканың,
биохимияның
, микробиология
н
ың және молекулалалық биологияны
ң
жетістіктерімен байланысты. Б
ұ
л атаудың екі түрі қол
-
данылады: "генет
икалық
инженерия" және "ген инж
е
нериясы". Соңғы кезде "генетикалық инженерия"
жалпылама түрде колданылып ж
ү
р, г
ен инженериясы да осының і
шін
е

кіреді.

Молекулалық биология ғылыми жетістіктерінің нәтижесінде пайда
болған ген инженериясы организмнің бағалы қасиетін сақтап қана қ
оймай оған
жаңа әрі саналы қасие
т те бере алады. "Инженерия" деген атау құрастыру деген
мағ
ынаны білдіреді. Яғни ген инже
нериясы дегенді ген кұрастыру деп түсіну
қаже
т. Ген инженериясының дәуірі басталмай тұрып 1969 жылы Г. Корана
нуклеотидтерді белгілі бір жүйемен орналасқан ДНҚ синтезінің
методологиясын жасап берген. Жекеленг
е
н дербес амин қыш
қылы


ашытқының аланиндік

тРНҚ
-
ның бастауыш жүйесі ашылғ
аннан кейін Г.
Корана
химиялық жолмен осы РНҚ
-
ның көле
мі 77 полинуклеотидтен тұратын
кодтық бөлігін синтездеді. Кейіннен 1979 жылы осы лабораторияда ішек
таяқшасының тирозиндік тРНҚ
-
сы синтезделді жә
не ол Т4 бактериофагының
құрамына енгізіліп, бактерияның клеткасында жұмыс істеді.

Гендік инженерия пәнінің мақсаты және міндеттері

Ген инженериясының дүниеге келген уақыты 1972 жыл деп есептеледі. Сол
жылы Т. Берг алғаш рет пробиркада үш тү
рлі микроорган
измнің ДНҚ
-
ларының

фрагменттерінен жаңа гибридтік ДНҚ құрастырды. Бірақ майм
ылдың рак
вирусының, бактериофагтың

және ішек бактериясының гендік ДНҚ
-
ларынан
құрастырылған ол гибридтік ДНҚ
-
ның клетка ішінде ойдағыдай жұмыс істей
алатындығы тексерілмеді, себеб
і құрамында рак вирусының нуклеин қышқылы
болғандықтан ғалымдар тәуекелге бармады.

Клеткада жұмыс істей алатын гибридтік ДНҚ
-
ны 1973
-
74 жылдары С.
Коэн мен Г. Бойер құрастырды. Олар басқа организмнен бөліп алған ДНҚ
фрагментін (генін) бактерия плазмидасыны
ң құрамына енгізді. Ол
плазмидадағы бөтен гендердің алғаш рет жаңа организм ішінде жұмыс істей
алатын
ын көрсетті. Соның артынша
-
ақ дүние жүзінің көптеген
лабораторияларында жұ
мыс істей алатын әр түрлі плазмидалар алынды. Совет

31

елінде ондай бөтен гені бар п
лазмида академик А.А. Баевтың басшылығымен
жасалды.

2.
Ген инженериясы деп рекомбинантты ДНҚ
-
лар жасап, оларды басқа тірі
клеткаларға енгізуді айтады.

Ген инженериясы шешетін мәселелер:

1) генді химиялық немесе ферментті қолдану жолымен синтездеу;

2) әр түр
лі орғанизмнен алынған ДНҚ фрагменттерін бір
-
бірімен жалғастыру
(ДНҚ рекомбинантгарын алу);

3) бөтен генді жаңа клеткага векторлық ДНҚ аркылы жеткізу және олардың
қызмет жасауын қамтамасыз ету;

4) клеткаларға гендерді немесе генетикалық жүйелерді енгізу жә
не бөтен
белокты синтездеу;

5) бөтен генге ие болған клеткаларды таңдап бөліп алу жолдарын ашу.

Генетикалық және ген инженериясы

Микроорганизмдер генетикасы мен молекулалық биологияның екпінді дамуы
біздің ғасырымыздың 70
-
жылдарының бірінші жартысында

генетикалық
инженерия,

ген инженериясы немесе рекомбинатты ДНҚ техникасы
деп аталатын жаңа
эксперименттік технологияның пайдаболуына әкелді. ТМД елдерінде алғашқы


екі, ал батыста соңғы аталу кең қолдану алды.
Генетикалық инженерия
деп
in vitro

жағ
дайында

функциялық пәрменді генетикалық құрылымдарды
(рекомбинантты ДНҚ
-
ны) құрастыруды және оларды тіріклеткаларға енгізуді
түсінеді. «Генетикалық инженерия»

және «ген инженериясы» терминдері
синоним ретіңде қаралғанмен, олардың мағынасы бірдей емес: г
енетикалық

инженерия


генетикамен байланысқан, ал ген инженериясы


тек генге ғана
қатысы бар.

2.
Рекомбинантты ДНҚ
(рДНҚ)
дегеніміз әр текті ДНҚ
-
лардан
құралған (табиғи немесе синтетикалық ДНҚ фрагменттерін жалғастыру
арқылы) және клеткаларда ре
пликациялана алатын генетикалық құрылымды
түсінеді.
Бүл арадан, біз үш терминнің де жалпы анықтамасы бір бағытта
екендігін байқауымыз керек,

реалдық тұрғыдан олардың мақсаттары.бірдей
және қазіргі жаңа биотехнологияның негізгі, әрі

перспективалы әдісі бо
лып
саналады.

Ген инженериясы мынадай кезеңдерден тұрады: 1) генді (ДНҚ фрагментін) алу;
2) рекомбинантты ДНҚ . молекуласын құрастыру; 3) реципиент клеткасына
рекомбинантты ДНҚ молекуласын енгізу; 4) қажет рекомбинантты ДҢҚ
молекулалары бар клондарды (бакт
ерия
л
ық клеткаларды) ортадан табу.

2.
Тақыры
п
:
Гендік инженериядағы генді алу әдістері

Негізгі сұрақтар
:

Генді тікелей бөлу әдісі

Генді синтездеудің химиялық әдісі


Генді тікелей бөлу әдісі

Генді алудың үш әдісі бар: табиғи генді тікелей бөлу (сирек мүмкінд
ік),

химиялық және ферменттік синтез. Табиғи генетикалық материалдан


ДНҚ
-
дан арнайы ферменттердің (рестрикциялық эндонуклеазалардың)

32

көмегімен қажет ген «кесіліп» алынады. Бұл әдістің елеулі кемшіліктері бар.
Біріншіден, ДНҚ
-
дан қажет генді танып
, кесе алатын ферментті таңдап алу
қиын. Фермент тенді әрқашанда наңтьі шекарасыпда емес әр қилы
үзеді:
не
геннің екі жағынан артық нуклеотидтерді үзуі, не түгел үзбеуі мүмкің, мұндай
ДНҚ фрагментерінің
қызметі
жеткіліксіз, сондықтан оларды пайдалану
мүмкін болмайды. Екіншіден, эукариоттық организм геномының экзон
-
интрондық құрылысы, олардың гендерін
бактерия
ларға енгізгенде
функциялық тұрғыдан қиындық
туғыза
ды, өйткені бактериялық клеткада
сплайсинг процесі (ин
-
трондардың кесілуі) өтпейді. Үшінш
іден, егер ген
барлық ДНҚ
-
ның аз ғана бөлігін құраса, онда оны бөлу мен анықтауда елеулі
қиындықтар пайда болады. Сондықтан бұл әдіс негізінен генетикалық
эксперименттер талабына сәйкес вирус пен бактериялардың генін бөлуде
қолданылады.

Генді
-
синтездеудің
химиялық
әдісі. Бұл әдістер
бе
локтың немесе
полипептидтің бірінші құрылымы
( амин

қышқылдар қатары) белгілі болса,
оның генінің нуклеотидтер қатары химиялық жолмен синтезделеді.

Берілген нуклеотидтер тізбегі бойынша
ДНҚ
-

синтездеу әдісін 1969
жы
лы, ген инженериясының
дәуірі
басталмаған кезде
-
ақ, Г. Корана ұсынған
болатын.
Ашыт
қы тРНҚ
-
ның гені осылай синтезделді. Бұл
ген 77
н. ж.
құралған. Алдымен, ұзындығы 5

12 нуклеотидтерден тұратын ДНҚ
-
ның
қысқа фрагменттері синтезделді, онан соң олар арн
айы ферменттің (лигаза)
әсерімен
бір
-
бірімен
қосылды. Алайда, алғаш синтезделген бұл генді ішек
таяқ
шасының клеткасына енгізген кезде жұмыс істей
алма
ды, өйткені онда
реттеуші элементтер


промотор және
терминация бөліктері жоқ болатын.
Кейін,
1976 ж. Г. К
о
рана қызметкерлерімен тирозиннің тРНҚ
-
ының генін
син
тездей алды. Геннің ұзындығы
126
н. ж.
тең болды, оған
52 н. ж. құралған
промотор, 21 н. ж.


терминатор
және
ұштарына тетрануклеотидтер (ААТТ
және
ТТАА) жал
ғанды. Нәтижесінде, осы генді бактериофаг арқыл
ы Е. Со1і
клеткасына енгізгенде олар өз функциясын көрсете
ал
ды.

Қазіргі уақытта Г. Корана өңдеген әдістер бірқатар жасанды гендерді
синтездеу үшін қолданылады. Осындай жолмен адамның


инсулин және
интерферон, адам мен жануарлардың


энкефалин және бардик
инин
гормондарының функциялы гендері синтезделді.

Қазіргі кезде гендерді автоматты синтездейтін құралдар бар. 1980 ж.
Итакура алғаш өзінің құрамында алдын ала берілген тізбек бойынша 6 сағ.
ішінде 12
-
мүшелік олигонуклеотидті синтездеуге қабілетті автоматты
ң
жұмысын компьютер бақылады. Мұндай жабдықтардың 1982 жылғы бағасы
36000

39500 долларға тең болатын. Егер 1979 жылы 120 н. ж. генді синтездеу
үшін екі жыл керек болса, ал 1981 ж. бұл мақсатқа үш
-
аң күнде жетуге болады.


3.Тақырып
:
Ферменттік (энзимдік) әд
іс

Негізгі сұрақтар
:

Ферменттік синтез

Ферменттік әдісте қолданылатын ферменттер



33

Генді синтездеудің ферменттік (энзимдік) әдісі

Генді синтездеудің үшінші әдісі кеңінен таралған және кейін рекомбинанты
ДНҚ күйінде бір, кейде көп клеткалы организмдерде көбе
йетін гендердің
негізгі шығу көзі болып саналады. Оның мәні ферменттік синтез арқылы
генді алудан тұрады және төмендегіге саяды. Ең алдымен, клеткалардан (мұнда,
қажет геннің активтілігі жоғары болуы керек) информациялық (матрицалық)
РНҚ (иРНҚ) молекул
аларын бөліп алады, олардың арасында ген коделейтін
иРНҚ бар, міне осы иРНҚ
-
ны бөлу қажет. Бұдан кейін кері транскриптаза
(ревертаза) ферментінің көмегімен бөлінген иРНҚ
-
да комплементарлы ДНҚ
(кДНҚ) синтезделеді. Кері транскрипция процесінде матри
цалық иРНҚ
-
да
кДНҚ
-
ның синтезі басталуы үшін

и
РНҚ
-
ның 3'


ұшына комплементарлы
«ашытқы,»
-
олигонуклеотид (қысқа тізбек) қажет. Жаңа кДНҚ тізбегі
синтезделуі үшін тағы М иондары мен дезоксинуклеозидтрифосфаттар керек.

Ферменттік әдісте қолданылатын фермент
тер

Жаңа кДНҚ синтезделіп біткеннен кейін, оны тазалап, ДНҚ
-
ның екінші тізбегін
синтездеу үшін матрица ретін де пайдаланады.
Ол үшін ортаға ревертазаны
немесе ДНҚ
-

-
полимеразаны (бактериялардан алынған) қосады. ДНҚ
-
ның
екінші тізбегінің синтезі басталуы
үшін олигонуклөотид (ДНҚ
-
ның 3'


ұшына
комплементарлы) керек, әйтпесе кДНҚ
-
ның 3'


ұшы белгісіз себептермен
шпилькалы кұрылым түзейді, осы құрылым екінші ДНҚ
-
ның синтезін
инициациялай алады. ДНҚ
-
ының екінші тізбегі синтезделіп болғаннан кейін,
оның алғашқы

кДНҚ
-
ымен қосылған бөлігі (шпилькалы) нуклеаза 51
ферментінің әсері арқылы ажырайды, нәтижесінде қос тізбекгі ген алынады,
оңы қос тізбекті комплементарлы ДНҚ (қт
-
кДНҚ) деп атайды. РНҚ жіпшелері
сілтінің әсерімен гидролизденеді, ал олигонуклеотидтер ата
лға
н нуклеазаның
әсерімен ыдырайды
.

Кері транскриптаза ферменті арқылы синтезделген гендерді бактерия
клеткасына енгізбестен бұрын, оларға реттеуші элементтер жалғайды.
Прокариоттарда сплайсинг өтпейтінін ескерсек, онда генді ферменттік жолмен
синтездеу үш
ін матрица ретінде гяРНҚ
-
ны емес, жетіл
-
ген иРНҚ пайдалану
керек.


4.
Тақыры
п
:

Рестрикциялық ферменттер (эндонуклеазалар)


Негізгі сұрақтар:

Рестрик
ция
лық ферменттердің ашылуы

Рестрикция
лық ферменттердің типтері


Рестрикциялық ферменттердің ашылуы

Ген инжен
ериясының немесе рекомбинантты ДНҚ технологиясының
қалыптасуы ерекше ферменттер класы


эндонуклеазалардың немесе
рестриктазалардың ашылуымен және қолданылуымен байланысты. Рестрикция
ферменттерін 1972 ж. В. Арбер бактерия клеткасында ашты. Барлық
бактерия
лар қос тізбекті ДНҚ
-
ның белгілі нуклеотидтер бөлігін үзе алатын бір
немесе бірнеше рестриктазаларды синтездейді. Рестрикция ферменттерінің

34

клеткадағы қызметі


бактерияға енген бөтен ДНҚ молекуласынан қорғау,
рестрикция тоқтату деген мағынаны білдіреді. Р
естрикция ферменттері фагтың
нуклеин қышқылын үзіп, оның бактериялық клеткада кебеюіне жол бермейді.

Рестрикциялық ферменттердің ашылуы

ДҢҚ

тізбегінің үзілуі не симметрияның өсі бойынша жүруі мүмкін, онда
«доғал» ұшты фрагменттер түзіледі (мысалы, Ва нем
есе ВsuRI
рестриктазалары), не симметрия өсінен біршама қашықтықта өтуі мүмкін, онда
шығыңқы «жабысқақ» 5' (ЕсоRІ, Ніnd
III


және т. б. рестриктазалар) немесе 3'
(РstІ рестриктазасы) ұштары бар фрагменттер түзіледі.

Әр түрлі рестриктазалардың
II
типінің іш
інен ДНҚ
-
ның бір нуклеотидтер
қатарын танитын екі немесе бірнеше ферменттер кездеседі. Осындай жұп
немесе топ эндонуклеазалар
изошизомерлер
деп аталады. Изошизомерлердің екі
түрін ажыратады: нағыз изошизомерия


ферменттер белгілі бір нуклеотидтер
қатарын
танып, ДНҚ
-
ны бір нүктелерде үзеді және жалған изошизомерия


ферменттер бір нуклеотидтер қатарын тани алға
-
нымен, оларды әр түрлі үзеді.

Рекомбинантты ДНҢ техникасы үшін алуан түрлі рестрикция
ферменттерінің ішінен өздеріне комплементарлы «жабысқақ» ұшта
ры бар
фрагменттер түзейтін рестриктазалар бағалы болып саналады.


5
.
Тақыры
п
:

Рестрикция

модификация жүйесі

Негізгі сұрақтар:

Рестрикция

модификация жүйесінің ашылуы

Модификацияның маңызы


Рестрикция

модификация жүйесінің ашылуы

Рестрикция ферменттерін
синтездейтін клетканың ДНҚ молекуласы
эндонуклеазалардың әсерінен үзілмейді, өйткені бұл клеткалар
модификациялау ферменттерін синтездейді, олардың әсерінен ДНҚ
-
ның
құрылымы модификацияланады (өзгереді)


ДНҚ
-
ның репликациясы

кезінде
рестриктаза танитын
бөліктерге метил тобын (СНз)
-

жалғайды.Метилденген
ДНҚ
-
ны рестриктаза үзе алмайды. Мұны бактериялардың өзіндік бір иммундьқ
жүйесі деп санауға болады. Дегенмен, кейде бактерия клеткасына енгең кейбір
бактериофагтардың нуклеин қышқылы метилденіп кетеді д
е, бактериялар осы
фагтың әсерінен лизиске ұщырайды. Осы құбылысты

Нобель сыйлығының
1973 ж. лауреаттары


X.
Смит, Д. Ңатанс және В. Арбер ашты.
Рестрикциялау және метилдеу
фөрменттері клетканың
модификация
-
рестрикция жүйесін (МR)


құрайды.

2.
Ре
стриктазалардың негізгі үш типі:
I,
II
және ,
III
белгілі. Барлық рестриктазалар қос спиралды ДНҚ
-
ның белгілі
нуклеотидтер қатарын дәл тани алады. Алайда, рестриктазалардың
I
типі
белгілі нуклеотидтер қата
рын
танығанымен, оны әр қилы нүктелерде үзеді, а
л
рестриктазалардың
II
және
III
типтері ДНҚ
-
ның нақты бөліктерін дәл үзе
алады. Эндонуклеазалардың
I
және ІІI типтер құрылымы күрделі және екі
модификациялық және АТФ
-
ға тәуелді эндонуклеазалық активтіліктері бар.
Рестрликтазалардың
II
типі екі жеке белок
тардан құралған: рестрициялаушы
эндонуклеаза жэне модификациялаушы метилаза. Аталған себептерге

35

байланысты ген инженериясында тек қана рестриктазалардың
II
типі
пайдаланылады.Екінші жағынан; рестриктазаның
II
типі ғана бірдей нуклеотид
тізбектерінің фрагм
енттері бар ДНҚ препараттарын алуға және әр түрлі
геномдардан алынған фрагменттерден химерлі ДНҚ молекуласын
құрастыруға мүмкіндік туғызады.

Рестриктазалардың ІI типінің басым көпшілігі 4

6 н. ж. құралған
палиндромды ДНҚ тізбектерін тани алады. Мысал
ы, Вас. sutiis
бактериясының ВsuR1 деп белгіленетін рестриктазасы ДНҚ бөлігін
төмендегідей үзе алады:

2.
Әр
тізбекті 3'


ұшына 5' бағытына қарай көз жүгіртсе, олар бірдей
оқылады (ЦЦ ГГ), міне осындай тізбек палиндром деп

аталады. Натижнсінде
ДНҚ
-
ның қос

тізбегі симметриялы үзіледі. (сілтемемен (стрелка) көрсетілген),
сақиналы ДНҚ түзу құрылымға айналады. ДНҚ молекуласының. Соңында
жабысқақ ұштар пайда болады, сондықтан олар ешқандай қосымша өңдеусіз
бір
-
бірімен қайтадан қосылуға қабілетті болады. Қазіргі

кезде
рестриктазалардың
II
типінің 500
-
ден астам түрлері белгілі және олар ДНҚ
-
ны
бір
-
бірінен өзгеше 120 жерден үзе алады. 1973 ж.
X.
Смит және Д.Натанс
рестрикция
-
модификация жүйе (МК) ферменттерін белгілеу номенклатурасын
ұсынды. Көпшіліктің мақұлдауы

бойынша туыстың бірінші әрпі және түрдің
алғашқы екі әрпінен құралған үш әріп ферменттің шығу көзін көрсетеді.
Эндонуклеазаларды


R,
метилазаларды


М
символдарымен белгілейді.
Егер клетканың бір типінен екі және одан көп рестрикция ферменттері бөлінг
ен
болса онда оларды рим цифрларымен
(I, II,
ІІІ т.с.с) нөмірлейді. Осы
номенклатура сүйеніп, Е. Соі рестриктазасы ЕсоRІ, ЕсоRІІ және т, т., ал
Вас.sutiis рестриктазасы ВsuRI т.с.с. болып

белгіленеді.



6.
Тақырыбы:

Ген инженериясының векторлық (та
сымалдаушы) молекулалары

Негізгі сұрақтар
:

Векторлар және оларға қойылатын талаптар

Вектор түрлері




Векторлар және оларға қойылатын талаптар

Ген инженериясының маңызды мақсаты синтезделген немесе бөлінген генді
клеткаға тасымалдау саналады. Бұл мақсат
ДНҚ
-
ның векторлық молекулалары
немесе қысқаша векторлар (тасымалдаушы немесе тасығыш) көмегімен іске
асады.
Вектор
деп бөтен генетикалық материалды (ДНҚ фрагментін) клеткаға
(реципиенттің) тасымалдауға қабілетті ДНҚ молекуласын айтады. ДНҚ
молекуласын векто
рсыз, мысалы, бактериялық клеткаға енгізсе, онда оларды
бактериялық ферменттер ыдыратып жібереді. Кейбір жағдайда ДНҚ сақталуы
мүмкін, бірақ клетканың бөлінуінде олар тұқым қуаламайды. Осындай жағдай
болмас үшін векторлық молекулалар қолданылады. Век
-
торла
р


ген
тасығыштар, ал вектор деген сөздің өзі бағыттағыш деген мағынаны білдіреді.

36

Сонымен бірге, векторларды рекомбинантты ДНҚ
-
ның міндетті бөлігі деп
түсіну керек. Векто
рларды эксперименттік жолмен құ
растырады және оларға
мынадай талаптар қойылады: 1) в
ектор клетка ішіне өзімен бірге бөтен генді
алып кірген

соң, репликациялана (көбейе) алатын болуы керек, сонда ғана ол
келесі ұрпаққа тұқым қуалай алады, ол үшін векторға ДНҚ репликациясын
бастайтын ерекше нуклеотидтер тізбегін енгізеді; 2) құрамында
р
естриктазалар танып, үзе алатын нуклеотидтер тізбегі болуы керек, әйтпесе
векторға ДНҚ фрагментін енгізу мүмкін емес; 3) оның, бір немесе бірнеше
таңбаланған гендері (маркерлері) болуы керек, сол таңбалар бойынша қажет
геннің қайсы клетканың (реципие
нттік) ішіне енгенін анықтайды; 4) вектордың,
клетка ішіндегі копиялары (көшірмелері) жеткілікті мөлшерде болуы керек. Ген
инженериясында векторлық молекуланың шығу козі болып бактериялық
плазмидалар мен вирустар (әсіресе фагтар) саналады. Плазмида және
фагтар
негізінен бірінші талапқа сай келеді, ал, оларды келесі талаптарға сай келтіру
үшін қосымша генетикалық өндеу жүмысын жүргізу керек.Жоғарыда аталған
векторларға қойылған талаптарға сәйкес кез келген генетикалық құрылым,
басқа жағынан кез келген плаз
мида мен фагтар ген тасығыш бола алмайды.Ген
инженериясында қолданылатын векторларды үш топқа бөлуге болады: 1)
плазмидалар; 2) бактериофагтар; 3) космидтер және фазмидтер. Қазіргі кезде
рекомбинантты ДНҚ технологиясында алғашқы екі векторлар типі жиі
пайдаланылады, егер вектор ретінде плазмида қолданылса, онда ген клеткаға
трансформация типімен енеді, ал бактериофаг (фаг лямбда) қолданылса, онда
ген клеткаға трансдукция типімен енеді.

Векторлар түрлері

Плазмидалық векторлар
.

Вектор ретінде мөлшері
15


20 мың н. ж. дейінгі,
көбінесе 2
-
ден 10 мың н. ж. құралған кішігірім плазмидалар қолданылады.
Плазмидалар бактериялардың хромосомадан тыс генетикалық элементі
екендігін және олардың сипаттамасын біз қарастырған болатынбыз.
Плазмидалық векторлар генді б
актерияларға тасымалдап, оның тиімді
жұмысын қамтамасыз ете алады.

Генетикалықинженерияда Е. Соі бактериясы үшін көптеген векторлық
плазмидалар құрастырылды. Олардың ішінен әсіресе СоЕ1 плазмидасының
туындылары кең таралды. Ф. Болвар және Р. Родригес

құрастырған осындай
плазмида


рВR322 бірнеше мың жұп негіздерден (4362 н. ж.) құралған. Бүл
плазмидада антибиотиктер


ампициллин мен тетрациклинге төзімділіктің
гендері бар және бірнеше рестриктазалар үзе алатын сайттары (нуклеотидтік
нүктелері) ба
р рВR322 плазмиданың құрамында екі плазмида (рМВ1 және
рSС101) және Тn З транспозоны бар. Ампициллинге тұрақтылықтың генінде
Pst1 рестриктазасына арналған сайтқа және тетрациклинге тұрақтылық генінде
ВаmН1 және SL1 рестриктазаларына арналған қос сайтқа мә
н беріңіз.
Осындай рестрикциялық сайттарда екі антибиотиктерге төзімділік гендерінің
болуы қажет ДНҚ
-
сы (бөтен ДНҚ
-
сы) бар плазмидаларды сұрыптап алуға
мүмкіндік береді.

Плазмиданы Ваm1 рестриктазасымен үзеді де, босаған орынға бөтен
ДНҚ молекуласын (олар

да, алдын ала Ваm1 рестриктазасымен үзіледі)

37

жалғайды, нәтижесінде рекомбинантты плазмида тетрациклинді ортада өсе
алмайды, өйткені плазмиданың tet генінің біртұтастығы бұзылған. Керісінше,
плазмида ампицилинді ортада өсе алады, міне, осындай ортада көбе
йетін
бактериялардан қажет генді оңай табуға болады. Бұл арада, вектор
антибиотиктерге төзімділік гендері бойынша таңбаланды.

pBR322 векторынан басқа СоЕ1 плазмидасы негізінде бірнеше векторлар
құрастырылған.Басқа плазмидалар (рSC101 т. б.) негізінде алын
ған векторлар
да белгілі.

СoЕ1 плазмидасы негізінде құрастырылған вектордың кемшілігі де бар:
бөтен ДНҚ
-
ның молекулалық массасы артқан сайын рекомбинанттардың саны
(копиялары) азая түседі. Осы себептен ұзын ДНҚ фрагменттерінің (10 мың.
Н
.
Ж
.

асатын) клонда
рын алу үшін фагтық векторларды, космид және
фазмидтерді пайдаланады.


7
.
Тақыры
п
:

Фагтық векторлар

Негізгі сұрақтар
:

Фагтық векторлар туралы түсінік

Космидтер

Ф
азмидтер



Фагтық векторлар

түсінік

Вектор ретінде бактериялармен

қатар вирустар да қолданыла
ды. Олардан
вектор алу әдістемесі
лямбда
(
λ
)
фагында
жете зерттелген. Лямбда фагтың
ДНҚ
-
сы қос тізбекті және формасы түзу, оның геномы 48,5 мың н. ж. тұрады.
Фаг ДНҚ
-
сының 12 н.ж. құралған комплементарлы жабысқақ ұштары бар.
Олар, фаг клеткаға енгеннен кей
ін бір
-
бірімен бірігіп, ДНҚ сақиналы формаға
ауысады. Сақиналы ДНҚ репликациялық

фор
ма

болып саналады. Лямбда
фагтың ДНҚ



молекуласында 60
-
тай ген бар. Фагтың геномында лизистік даму мен ұрпағын
көбейту үшін қажет гендері (маңызды) жоқ екі учаскесі бар. Бірінші учаске фаг
геномының орталық бөлігінд
е (маңызды емес гендер) орналасқан, оның
ұзындығы 22,0 мың н.ж. тең, екінші учаске P мен Q



гендері арасында орналасқан, ұзындығы 3,0 мың
Н
.

ж. тең.Міне, осы бөліктерді
бөтен ДНҚ молекуласымен ауыстыруға болады. Лямбда фагтың вектор ретінде
кең таралуы осы қасиеті мен ерекшелігіне байланысты, бұдан басқа о
ның
орташа фаг екендігі бұрыннан белгілі.

Сонымен фагтың басына 25.0 мың н. ж. құралған бөтен ДНҚ
-
ны енгізуге
болады. Фагтың қалыпты геномы 48,5 мың н.ж. құралғанымен, оның басына
38,0 мын,
Н
.
Ж
.

кем емес және 53,0 мың н. ж. артық емес ДНҚ жинала алады,
фаг
тың белокты капсиды ДНҚ
-
ның осындай мөлшерлерін қоршай алады.
Лизистік дамуға қажет ген 29,0 мың н.ж. тең болғанымен, вектордың қалыпты
тіршілік етуіне қажет фаг геномының мөлшері 38,0 мың н.ж. кем болмауы
керек. Ғалымдар қазіргі кезде лямбда фагтың негізі
нде аталған шектеулер мен
фаг қасиеттерін ескеріп, түрлі рестриктазалардың көмегі бірқатар векторлық

38

молекулалар құрастырды: харон


λфаг, λt


фаг, ЕМВ1З, λFIХ, λZАР және
т. б.

Кейінгі уақытта жалғыз тізбекті ДНҚ

-
сы бар фаг


М1З негізінде де
жақсы вект
орлар алынды. Жетілген М1З фагының жалғыз ДНҚ молекуласының
ұзындығы 6,5 мың н.ж. тең. Клеткаға енгеннен кейін қос тізбекті
репликациялық формаға айналып, өзінің 100

200 көшірмесін синтездейді.
Ары қарай асимметриялы синтез жүреді: жетілген фагтың құрамына

кіретін
жалғыз тізбекті ДНҚ ғана синтезделеді. М1З фагы клетканы лизиске душар
еткізбейді, бірақ оның бөлінуін бәсеңдетеді. Осының нәтижесінде жетілген
фагтар клеткадан ортаға үздіксіз бөлініп тұрады. М1З фагының вектор ретінде
негізгі артықшылығы жалғыз
тізбекті векторлық ДНҚ
-
ны ыңғайлы жеке күйде
тасымалдай алу қабілетіне байланысты. Мұндай ДНҚ
-
ның нуклеотидтер
қатарының Сэнгер әдісімен

тез анықталуы генетикалық эксперименттерді жеңілдетеді. Тағы да, қазір
пайдаланылатын барлық векторларға қарағанда, ола
рды бөлу және
көшірмелерін алу оңайға соғады.

Жоғарыда баяндалғандардан фаг негізінде алынған векторлардың
бірнеше артықшылықтарын байқауға болады. Бірақ, олардың сыйымдылығы
шектелген, сондықтан рекомбинантты ДНҚ
-
ны молекулалық массасы бойынша
іріктеу кер
ек. Мұндай кемшілік космид деп аталатын векторлық молекулаларда
кездеспейді.

Космидтер

Космид


лямбда фагтың соs


учаскесі (жабысқақ ұштар) бар плазмида яғни
тіршілігі екі жақты ДНҚ
-
ның гибридтік молекуласы. Оларды алғаш рет

1978
ж.. Дж. Коллинз
б
ен
Б
.

Хон ашты. Космидті
к

плазмидалық бөлігі он
ың

бактерияларда ре
пли
кациялануына мүмкіндік береді, ал лямбда фагтың
ге
н
омына жататын бөлігі
-


со
s

тізбек


косм
и
дтің фаг капсидінің ішіне
in

vitro

жағдайында оралуына және реципиенттік клеткаға трансду
кц
иялан
уына
мүмкіндік береді. Сонымен, космидтер клеткаға трансформация жолыме
н

емес,
к
ә
дімгі инфекция арқылы ене алады. М
ұ
ны
ң

өзі трансформация процесіні
ң

тиімділігін ең аз дегенде 100 есе арттырады.

Космидтік векторларда мөлшері 33

49 мың н.ж. бөтен ДНҚ
ф
рагменттерін көбейтуге болады. Космидтер сыйымдылығы ең үлкен
векторлар, сондықтан эукариоттық ДНҚ
-
ның үлкен фрагменттерінің
көшірмелерін және геномның гендер банкісін (жинағыш) клондардың ба
-
рынша аз санымен алу үшін арнайы құрастырылған.

Фазмида

Фаг рет
інде де, плазмида ретінде де дамуға қабілетті фаг пен плазмиданың
арасындағы гибридтер
фазмида
деп аталады. Мұндай векторда СоЕ1 мен λ

фагтың инициация нүктесі бар және олар бактериофаг сияқты лизистік,
плазмидалар сияқты лизистік емес дамуғақабілетті.

Фазмидалық векторлардың сыйымдылығын лямбда фаг негізіндегі
векторлармен салыстыруға болады, ол космидтерден анағұрлым аз.

Сонымен жоғарыда баяндалған мәліметтерден ген инженериясының
векторлар системасы микроорганизмдердің және олардың генетикалық

39

элеме
нттерінің қасиеттеріне негізделгенін байқауға болады. Векторлық
молекулаларға қойылатын негізгі талаптардың бірі, оларда рестрикциялық
нүктелер болуы керек екендігін де атап өттік. Кейбір векторларда
рестрикциялық бөліктер артық болуы мүмкін. Мұндай жа
ғдайда, ондай
бөліктерді векторлардан делеция (бір немесе бірнеше нуклеотидтерді ДНҚ
-
дан
иондық сәулелер және т. б. әсерімен үзілуі) көмегімен «алып» тастайды.

Керісінше, вектордың керекті бөлігіңде эксперимент үшін аса қажет
және рестриктаза үзе алаты
н тізбектер жоқ болуы да мүмкін. Бұл үшін
химиялық синтездеу арқылы рестриктаза тани алатын нуклеотидтер тізбегі бар
қысқа синтетикалық олигонуклеотид алынады. Лигазаның көмегімен қысқа
синтетикалық олигонуклеотид вектордың керекті бөлігіне жалғанады. Ол
арды
линкер


жалғаулық (ағыл. біріктіру сөзінен) деп атайды. Линкерде әр түрлі
бірнеше рестриктазалар үшін тізбектер бар болса, оларды
полилинкер
деп
атайды.



8.Тақырып
:

Рекомбинантты ДНҚ молекуласын құрастыру

Негізгі сұрақтар:

Рекомбинантты ДНҚ туралы

түсінік

рДНҚ құрастырудың әдістері


Рекомбинантты ДНҚ туралы түсінік

Генетикалық инженерияның негізгі мағынасы болып рекомбинантты ДНҚ
системасын құрастыру міндеті саналады.
Рекомбинатты
ДНҚ деп in vitro
жағдайында шығу көзі бойынша әр түрлі кез келген ек
і немесе бірнеше ДНҚ
фрагменттерін біріктіру арқылы түзілген ДНҚ
-
ны түсінеді. Рекомбинантты
ДНҚ
-
ның қарапайым құрамы бөтен ДНҚ мен вектордан тұрады.

Генетикалық инженерияның формалды тұрғыдан дүниеге келген уақыты
1972 ж. деп есептеледі, осы жылы

II.
Бэрг
алғаш рет пробиркада үш түрлі
микроорганизмдердің


маймылдың рак вирусының, фагтың және
бактериялық плазмиданың (вектордың)


ДНҚ фрагменттерінен бірінші
рекомбинантты ДНҚ молекуласын құрастырды. Дегенмен, бұл ДНҚ
-
ның
клеткада жұмыс істей алатындығы т
ексерілмеді, өйткені құрамында рак
вирусының гені болғандықтан П. Бэрг тәуекелге бармады. Дәл осы кезде

II.
Лобан да осындай рекомбинантты ДНҚ молекуласын алу мүмкіндігін
көрсетті. Бұл кезде рестриктазалар және оның қасиеттері ашылған болатын.
1973 ж. С
. Коэн және Г. Бойер плазмида негізінде векторларды құрастыру үшін
рестриктазаларды пайдалану керектігін алғаш түсінді. Олар 1974 ж. клеткада
кәдімгідей жұмыс істей алатын рекомбинантты ДНҚ молекуласын
құрастырды.

Қазіргі кезде рекомбинантты ДНҚ құрастыр
у жолдары жаңа ғылыми
дәйектермен толтырылды және жетілді, ал олардың негізгі принциптері
II.
Лобан жәно С. Коэн ндеяларына сүйенеді.

рДНҚ құрастырудың әдістері


40

Рекомбинантты ДНҚ құрастырудың ең кең таралған әдісі рестриктазаларды
қолдануға сүйенеді. Ол
ж
абысқақ ұштар әдісі
деп аталады.Бұл әдісте
рекомбинантты ДНҚ құрастыру Коэн
-
Бойер үлгісі бойынша іске асады. Ген де
(бөтен ДНҚ үзіндісі де) және векторда бір рестрикциялық ферменттің
көмегімен үзіледі, нәтижесінде олардың ұштары бір
-
біріне комплементарлы,

яғни жабысқақ болғандықтан гибридтік (немесе химерлі) ДНҚ молекуласына
ДНҚ лигаза ферментінің көмегімен оңай бірігеді. 'Жабысқақ ұштар әдісі өзі
танитын ДНҚ бөлігін симметрия өсінен біршама қашықтықта үзетіп
рестриктазаларға

сүйенеді.


Рекомбинантты ДНҚ
-
н
ы жабысқақ ұштар әдісі бойынша құрастырудың
жақсы жақтары және кемшіліктері бар. Алынған гибридтік Д
НҚ

тізбегінде
рестриктаза тани алатын бөліктердің қалпына келуі әдістің жақсы

жағын

сипаттайды.Бұл бөтен ДНҚ фрагментін осы рестриктазаның әсеріме
н
салыстырмалы оңай бөліп алуға мүмкіндік береді. Ал, рестриктаза арқылы
алынған барлық тізбектердің


жабысқақ ұштардың бір
-
бірімен (гомологты
тізбектер) реассоцияланып (қайтадан бірігуі) кетуі әдістің кемшілігін көрсетеді.
Осының нәтижесінде векторлық
молекулалардың бірқатар бөлігі
ендірмелермен емес, өз ұштарымен тікелей әрекеттесуі арқасында қалпына
келеді, ал басқа векторлар болса бірнеше біріккен бөтен ДНҚ молекулаларынан
құралған ендірмелермен қосылып кетуі мүмкін. Сондықтан бір ғана ендірмесі
бар
гибридтік векторларды іріктеу жұмысын асыру керек.


Бұдан басқа бұл әдістің күрделілігі бар: рестриктаза танитын нүктелер
эксперимент үшін ыңғайлы бөлікте орналаспауы мүмкін, мысалы, олар қажет
геннің ішіне локализацияланады. ДНҚ
-
ның кез келген ұшын плаз
мидамен
рекомбинациялау үшін пайдалануға мүмкіндік туғызатын басқа әдістер де бар.

Гомополимерлі ұштар әдісінде немесе конекторлық
симметрия өсімен
үзетін рестриказа арқылы алынған ДНҚ фрагменттерінің «доғал» ұштарына
(шығыңқы бір тізбекті бөлігі жоқ)
терм
иналдық трансфераза
ферментінің
көмегімен гомонуклеотидтер, мысалы ДНҚ
-
ның 3'


ұштарына поли
(Т)
немесе
поли
(Ц)
, ал векторлық ДНҚ
-
ның 3'


ұштарына поли
(А)
немесе поли
(Г)
жалғанады. Гомополимерлі ұштардан құралған ДНҚ фрагменттерін (бетен ДНҚ
және векто
р) бір ортаға қосса, олар комплементарлы жұп негіздерін түзеп, оңай
бір молекулаға бірігеді. Немесе ДНҚ фрагментіне де, вектордың ұшына да
синтетикалық қос тізбек (линкер) жалғайды. Сонан соң линкерді танитын және
оны жабысқақ етіп рестриктазамен үзеді. Ос
ылайша бұл жолмен де жабысқақ
ұштар алынады. Рекомбинантты ДНҚ молекуласын құрастырудың бұл әдісі
Лобан
-
Берг идеясына сүйенеді.

Рекомбинантты ДНҚ молекуласын құрастырудың ыңғайлы әдісі


доғал
ұштарды жалғау
(тігу). Оның, негізіне Т4 фагынан бөлінген ДНҚ
-
л
игаза
ферментінің доғал ұшты екі ДНҚ молекуласын жалғау қабілеттілігі жатады.
Бұл әдістің артықшылығы оның кез келген соңғы нуклеотидтер тізбегін жалғай
алатындығынан тұрады. Егер белгілі екі тізбекті араларына ендірмеусіз жалғау
керек болса, онда бұл әдіс
ті пайдалану өте ыңғайлы.

Рекомбинантты ДНҚ құрастырудың қаралған үш әдісінің бірнеше
модификациялары (өзгешеліктері) бар және де ген мен векторлық

41

молекуланың ерекшелігіне байланысты методологиясы әртүрлі болуы мүмкін.
Көпшілік жағдайда линкер тех
но
ло
гиясы қолданылады.

9.
Тақырып
:

Рекомбинантты ДНҚ молекуласын клеткаға тасымалдау және ген
клонын көбейту

Негізгі сұрақтар
:

рДНҚ
-
ны клеткаға енгізу

Ген клонын көбейту


Рекомбинантты
ДНҚ
-
ны

клетка
ғ
а енгізу

Гибридті молекулаларды клетка
ғ
а ен
г
ізу тәсілі векторғ
а байланысты. Ег
е
р
вектор р
е
тінде пла
зми
да қолданылса, онда енгізу тра
н
сформация типімен, егер
фаг қолданылса, онда трансфекция (клетканың фаг Д
Н
Қ
-
сы арқылы
инфекциялану
ы
) типім
ен

өтеді. Трансформация мен трансфекциян
ың

жалпы
жолы бактерия клеткасын кальци
й т
ұ
здарыме
н

(Са С1
2
)
өң
дегенд
е,

олардың
мембраналарын
ың

ДНҚ
-
ны өткізе алаты
н
дығына негіздел
е
ді. Экзоге
н
ді (бөтен)
ДНҚ
-
ның клетка
ғ
а е
н
у тиімділігі т
ө
мен. А
л
ды
н

ала СаС
І
2
-
мен өңделг
е
н
кл
е
ткаға, мысалы, 1 мкг рВ
R
322 плазмидасы
н

қосса, о
н
да
ә
рбір 10
4

10
5

пл
азмиданың біреуі ғана клетканың ішіне енеді яғни бактериялардың азғанта
й

б
ө
лігі ғана

тра
н
сформациялана алады. Оларды басқалардан б
ө
лу бакт
е
р
и
я кло
н
дарын алу
процесінде іске асады.

Әдетте, модификацияланбаған ДНҚ молекуласын (метилаза ферментімен
метилд
енбеген) бактерия клеткасының рестрикциялық ферменттері ыдыратып
жіберетінін біз

білеміз.Ал,

клеткаға рекомби
н
а
н
тты ДНҚ молекула
сының

к
өп

мөлше
рін е
н
гі
з
се, онда о
н
ы
ң

ре
с
тр
и
ктаа
з
лары оларды ыдыраты
п

ү
лг
е
р
е

алмайды. Бакт
е
риялық рестрикта
з
алар к
е
сі
п

ү
лгірм
е
г
ен р
ДНҚ
-
ның

біра
з

б
ө
лігі
р
е
стрикта
з
а таниты
н

орындарда м
е
тилд
ен
іп


модификацияла
н
ып к
е
теді
.
Ғалымдар генетикалық инженерия тәжірибелерінде рестрикциялық
ферменттері жоқ бактериялық клеткаларды жиі қолданады. Мұндай
рестрикцияланбайтын клеткаларда әдетте

модификациялаушы ферменттер де
жоқ болады.

Ген клонын көбейту

Белгілі концентрациялы бактериялық суспензияны қатты ет
-
пептондық
қоректік ортаға, мысалы, қосымша қоректік заттар бар агарга егеді, сонда
Петри шыны ыдысының
1
см
2

бетіне 1

10 бактериялар келуі

керек. Агардың
үстіне түскен бактериялық клеткалар бөліне бастайды, соңында олардың
әрқайсысының көптеген ұрпақтары сыртқы пішіні бойынша саңырауқұлақтың
қалпақшасына ұқсас кішігірім шоғырлар түзейді. Әр шоғырда бастапқы бір
бактериялық клеткадан түзілген

және одан ешқандай айнымайтын көптеген
клеткалар бар, оны
клон
деп атайды. Бастапқы суспензияның әрбір клеткасы да
өз клонын түзейді (позитивтік колония).

Вектор ретінде бактериофагты қолданғанда генді бактерияға енгізу және
соңғыны қоректік ортада өсіру
жоғарыдағыдай плазмидалық вектор
қолданғандағыдай өтеді.Фаг ДНҚ
-
сы (енбеген клеткалар агарда көбейіп,
көмескі тегіс «газон» түзейді. Ал, фаг ДНҚ
-
ы бар бактериялар түскен

42

орындарда мөлдір дөңгелек ойыстар түзіледі, оларды
негативтік шоғыр
деп
атайды.
Негативтік шоғырдың түзілуі клеткада фаг ДНҚ
-
ның
репликациялануына және жетілген фагтардың пайда болуына байланысты.
Бұдан кейін фагтар басқа клеткаларға еніп, оларлы ыдыратады, нәтижесінде

әрбір ойын бір ғана ДНҚ
-
сы клеткаға енген ДНҚ
-
ның

копиясы

бар фаг
ұрпақтарынан тұрады.


М13 фагы клетканы лизиске әкелмегендіктен негативтік шоғыр түзбейді.
Бірақ олар көбейген орындарда бактериялық клетканың бөлінуі бәсеңдейді,
сондықтан жалпы көмескі газонда мөлдірлеу ойыстар пайда болады. Соңғы
газонда қаж
ет рДНҚ молекулалары енген бактериофагтардың көбеюі өтеді.

Қазіргі кезде ген инженериясында ген клонын көбейтудің екі әдісі кең
қолданылуда: геномның жеке фрагментін

(кДНҚ
-
ны қажет геннің иРНҚ
молекуласынан кері транскрптаза ферменті көмегімен алу) жә
не барлық геном
клонын көбейту.

Комплементарлы ДНҚ
(кДНҚ)
клонын көбейту
әдісін организмнің қайсы
клеткаларында кажет белок синтезделетінін білгенде ғана алуға болады. Оның
үстіне белоктың синтезделуі анағұрлым көп мөлшерде өтуі керек, тек сонда
ғана клетк
ада қажет белоктың иРНҚ
-
ның көшірмелері көп болады және осыған
сәйкес көптеген негативтік шоғырларда іздеп отырған геннің 0 көшірмелері бар
деп есептелінеді.

Бірқатар жағдайларда белок синтезделетін клеткаларды табу мүмкін
болмайды, ал кейде қажет белоктың

синтезделуі мардымсыз өтеді. Осыларға
байланысты геномның қажет фрагментін (генін) синтездеу іске аспайды,
өйткені матрицалық иРНҚ
-
ны клеткадан бөлу өте қиынға соғады. Мұндай
жағдайда ген клонын көбейтудің екінші


геномның барлық ДНҚ
-
сының
клонын көбе
йту
әдісі колданылады. Барлық геномның клондарын көбейту.
(ДНҚ
-
ның жеке фрагментінің клонын көбейтуге қарама
-
қарсы)
шотган
-
эксперимент
(ағыл. shotun


бытыра мылтық: бірнеше бытыраның бірі
нысанаға тиеді яғни көптеген гендерден қажет біреуін

сұрыптап алуға болады)
деп аталады. Бұл әдістің мәні
-
кез келген организмнің жоғары молекулалы
ДНҚ
-
сын механикалық түрде (мысалы гидродинамикалы әдіспен немесе
ультрадыбыстың әсерімен) немесе рестриктазалармен әр түрлі фрагменттерге
ұсақтайды. Соңғы

кезде рестриктазалар жиі қолданылады. Мұнда кажет
геннің құрылымы белгісіз болғандықтан, алдын ала рестриктаза таңдау
мүмкін емес, сондықтан тәжірибеде бірнеше ерекше рестриктазалар
қолданылады және олардың бірі организмнің басқа гендерімен қ
атар қажет
генді де үзе алады деп есептелінеді. Басқаша айтқанда бұл әдіс арқылы табиғи
генді бөліп алуға болады. Ары қарай бөлінген көптеген

Ә
р түрлі ДНҚ
фрагменттері векторларға жалғанады. Міне,

ОСЫНДАЙ ОРГАНИЗМНІҢ

барлық
геномын сипаттайты
н.рДНҚ
-
лар жинақтамасы генотека немесе гендер жинағы
деп аталады. Гендерді генотекада плазмидалық рДНҚ
-
түрінде (этил спиртінің
тұнбасында), әсіресе рекомбинантты лямбда фаг суспензиясы түрінде
(температурасы 0°С тең антисептиктер бар ортада) сақтау өте ыңғ
айлы. Басқа
жағдайда рекомбинантты фагтарды бактериялар клондарында да сақтауға
болады. Мұндай клондарды оқтын
-
оқтын жаңа қоректік орталарға ауыстыру

43

қажет. Аталған жұмыстардың көмегімен кез келген организмнің гендер
жинағын алуға болады. Бұл қызықтыратын
жұмыстың қиындықтары көп,
олардың түрлі зерттеушілер әр қилы әдістерді қолданып жеңуде. Қазір әлемнің
жүздеген зертханаларында гендер жинағы құрастырылды. Гендер жинағы
ғылыми эксперименттік жұмыстарда және биотехнологиялық бағытта қолдану
тапты. Олар кез
келген генді немесе бірден бірнеше генді бөліп алу көзі және
молекулалық генетиканың әдістемелік құралының ажырамайтын бөлігі болып
саналады.

Кері транскрипцияның ашылуы құрылымды гендердің жинағын
құрастыруға мүмкіндік берді. Оларды гендерге сәйкестендірі
п
комплементарлы
ДНҚ генотекасы
деп атайды, өйткені кДНҚ ешуақытта қажет генге толық
сәйкес келмейді, сонымен қатар онда қосымша тізбектер де бар.

Белгілі бір организмнің толық геномы клонын көбейту үшін қажет гендер
жинағының мөлшерін геномның
-
молекулал
ық массасы
-
(М) мен фрагменттің
орта мөлшерін біліп және дәлдік деңгейді (Р) таңдап, анықтауға болады:

N =M (n x 1n)
-
1
-
P

Қоянның барлық геномын сипаттайтын гендер жинағын құрастыру үшін
жоғары дәлдік деңгейде 920 мың клондар қажет. Ген инженериясының
классикалық объектісі


Е. Соі бактериясының гендер жинағын дайындау
үшін анағұрлым аз клондар саны қажет
-
1,4 мың. Сүтқоректілердің геномы үшін
ең долбарлы есеп бойынша 800 мың

1 млн. клондар санынан құралған гендер
жинағы қажет.

Эукариоттық организмдерд
ің гендер жинағын алу үшін олардың барлық
ДНҚ жиынтығын гидродинамикалық әдіс арқылы фрагменттерге бөліп,
вирустарға енгізеді.



1
0.Т
ақыры
п
:

Скрининг

Негізгі сұрақтар:

Ген скринингі туралы түсінік

Ген скринингінің кезеңдері


Ген скринингі туралы түсінік

Қа
жет генді барлық бактериялар массасынан алу үшін оларды қатты
қоректік ортаға егеді, мұнда бактерияның әрбір жеке клеткасы жеке ұрпақ
береді яғни бактериялық шоғыр түзіледі.Енді гендер жинағын яғни әр түрлі
клондар арасынан бізге қажет генді т
абу қерек. Бұл процесс
скрининг
деп
аталады. Гендер жинағы аз болған сайын одан қажет генді табу оңай.
Комплементарлы ДНҚ клонын көбейту әдісі гендер жинағы мөлшерін азайтуға
әкеледі, дегенмен мұның өзінде де қажет генді табу үшін арнайы әдістер
қолдан
ылады. Кең тараған әдістің бірі
шоғырларды гибридизациялау
деп
аталады. Ол үшін Петри шынысындағы негативтік шоғырларға (рДНҚ
-
сы
бар бактериялар) нитроцеллюлозалы сүзгіні беттестіреді, бұның нәтижесінде
ДНҚ молекулалары сүзгіге жабысады. Сүзг
інің газонга сәйкес орны үлкен
дәлдікпен мұқият белгіленуі қажет, мысалы, сүзгі мен оның астындағы газоны

44

бар агарды бірнеше жерден инемен шаншиды. Бұдан кейін сүзгіні тез арада
0,5 М NаОН
-
пен

ө
ңдейді, онан соң бейтараптайды. Бұның нәтижесінде қос
тізб
екті ДНҚ молекулалары денатурацияланып жеке тізбектерге ажырап,
интроцеллюлозамен байланысады. ДНҚ молекуласын нитроцеллюлозалы
сүзгіде берік бекіту үшін оларды 80°С температурада қыздырады.

Ген скринингінің кезеңдері

Ген скринингісінің келесі жауапты кезе
ңі сүзгіні радиоактивті зондпен өңдеу.
Зонд
(сүңгі) дегеніміз іздеп жатқан ген бөлігінің азоттық негіздеріне
комплементарлы кішігірім ДНҚ немесе РНҚ тізбегі. Сүзгі әр уақытта ра
-
диоактивті изотоппен белгіленеді. Сүзгіні синтездеу үшін геннің немесе
белокты
ң ең болмағанда кішігірім бөлігінің нуклеотидтер тізбегі белгілі болуы
керек. Олардың амии қышқылдар тізбегі бойынша және генетикалық кодтың
көмегімен геннің бөлігін коделейтін нуклеотидтор тізбегін оңай алуға болады.
Алайда, кодтың туылмалы (синонимділіг
ін) екендігін ескеру қажет, сондықтан
белоктың белгілі тізбегінен метионин және триптофан амин қышқылдары
(олардың бірден ғана кодондары бар) болатын бөліктерінен синтетикалық
олигонуклеотид


синтезделеді. Генетикалық кодтың туылмалығына
байланысты ерекше

жалғыз сүңгі синтездеу мүмкін болмаса (мысалы, гендегі
сер
-
сер
-
про
-
ала амии қышқылдар қатары әр түрлі оқылуы мүмкін


АГЦАГАГГАЦГА немесе АГТТЦГГ ГГЦГЦ) синтетикалық сүңгілер сериясын
немесе табиғи синтездеу қажет. Табиғи сүңгі ретінде қажет геннің функци
ясы
жоғары өтетіні белгілі клеткадан әр түрлі жолдар арқылы алынған РНҚ
-
ны
пайдалануға болады. Көпшілік жағдайда осындай РНҚ
-
дан кері транскрипция
процесі арқылы алынған олигонуклеотидтік кДНҚ сүңгі ретінде жиі қолдану
алды.



Сүңгі алынғаннан кейін рекомбинантты векторды талдауға кіріседі.
Гендер жинағын бүкіл геномдық немесе комалементарлық ДНҚ
-
ны
ң) ДНҚ
(РНҚ)


сүңгімен тексереді.Сүңгі тек өзіне комплементарлы генмен ғана
гибридизацияланады (байланысады). Бұның негізінде ДНҚ
-
РНҚ
-
сүңгі
гибридтерінің құрылуы жатады. Сондықтан сүңгі бір тізбекті болуы және
гибридизация қолайлы жағдайда өтуі қажет: жоғ
ары температура (бірақ тым
көтеріңкі емес, өйткені түзілген гибридтер қайтадан ыдырап кетеді), ұзақ уақыт
(сүңгі өзінің ДНҚ
-
сын тауып үлгіруі үшін). Гибридизация процедурасы
аяқталғаннан кейін сүзгіні жуып артық сүңгілерден тазалайды, өйткені сүзгіге
жаб
ысқан артық сүңгілер

күшті радиоактивтік орта түзеп, гибридизация
нәтижесін бұзады.Енді қажет ген бар ДНҚ тізбегі сүңгімен байланысып,
радиоактивті изотоп (фосфор немесе иод) түрінде таңбаланады. Оның орнын
табу салыстырмалы қарапайым: сүзгіні кәдімгі рен
тген фотопленкасының
үстіне басады, қажет экспозициядан соң (оның уақыты радиактивтіліктің
күшімен анықталады) фотопленканы шығарады. Сүзгідегі радиоактивті ДНҚ
бар орын фотопленкада кішігірім қара дақ түрінде көрінеді. Осындай
фотопленкада радиоактивті и
зотоппен таңбаланған генді жарықта түсірілген ізі
арқылы табу әдісі
радио
-
аутография
деп аталады. Сүзгідегі дақтың орнына
қарай отырып, газоннан қажет рДНҚ енген негативтік шоғырды табуға болады.



45

11
.Тақырып:

Генді бөлу әдістері

Негізгі сұрақтар
:

Саузерн ж
әне Нозерн блотинг әдістері

Фенотиптік әдіс


Саузерн және Нозерн блотинг әдістері

Сонымен біз қажет гені бар ДНҚ фрагментін бөліп алдық, алайда, ол әлі де
болса геннің өзінен ұзындығы бойынша бірнеше нсе үлкен. Фагтық вектордың
ішіне орта есеппен 15

20 мы
ң н.ж. сиятындай етіп құрастырылатыны
естеріңізде болар, ал геннің орташа ұзындығы


1
-
2 мың н. ж. Міне сондықтан
да жеке генді бөлу жұмысы осымен аяқталмайды. Гендер жинағынан бөлінген
ДНҚ

сегментін қайтадан әр түрлі рестриктазалармен үзеді, осының нәти
жесінде
ұзындығы бойынша әр түрлі рестриктер немесе ДНҚ үзінділері алынады.
Алынған үзінділерді электрофорезден өткізеді, мұның нәтижесінде олар
агарозалық гельде ұзындығына сәйкес таралады: үзінді қысқа болған сайын, ол
электр өрісінің әсерінен агарозалық

гельде жылдам қозғалады. Осындай гельді
бром этидиімен бояп, оның суреті бойынша рестрикттердің ұзындығын
анықтайды. Бұдан кейін жауапты кезең


ДНҚ
-
ны денатурациялау арқылы
жалғыз тізбекті үзінділер алып, оларды нитроцеллюлозалы сузгіге ауыстыру
басталад
ы. Ол үшін электрофорез аяқтала салысымен агарозалық гельді тұздың
қанықтырылған ерітіндісіне батырып, сүзгі қағаздың үстіне орналастырады.
Гельді нитроцеллюлозамен жабады, ал олардың үстіне бірнешн құрғақ сүзгі
қағаздарын салып престейді. Тұз ерітіндісі қ
ұрғақ сүзгі қағазына сіңеді, ол үшін
ерітінді гельден, онан соң нитроцеллюлозалы сүзгіден өтуі керек. Гельдегі ДНҚ
үзінділері ерітіндімен бірге тасымалданады, бірақ нитроцеллюлозалы сүзгіде
тұтылып бекінеді. ДНҚ үзінділерінің нитроцеллюлозалы сүзгідегі оры
ндары
электрофорез пластинкасындағы орналасу тәртібіне дәлме
-
дәл келеді. Сонымен
электрофорездегі рестриктер таңбасы нитроцеллюлозалы сүзгіде алынды. Бұл
әдісті Саузерн Э. ұсынды, сондықтан ол
Саузерн блотинг
(ағыл.
t
o blot


қағазға сорылу) деп аталады. Са
узерн бойынша блотинг әдісінің маңызы жалпы
геномнан жеке гендерді бөлуде арта түседі. Бұл молекулалық деңгейдегі
күрделі жұмыс үлкен мұқияттылықты керек етеді. Мысалы, сүтқоректілер
клеткасының геномы 10
9

н.ж. құралған болса, онда ұзындығы тіпті 5000 н. ж
.
тең жалғыз ген геномның бар болғаны ядролық ДНҚ
-
ының 0,00005 %
-
ін ғана
құрайды.

Әдісті РНҚ үшін де қолдануға болады. Мұнда гибридизация өткізу үшін
бірқатар өзгерістер енеді. Бұл әдіс
Нозерн блотинг
деп аталады (Саузерн


оңтүстік деген мағынаны білдірсе
, керісінше Нозерн
-
солтүстік әдісі де
-
ген атау
пайда болды). Қалған операциялар генотеканың скринингісіндей өтеді:
нитроцеллюлозалы сүзгіде ДНҚ денатурацияланып, радиоактивті сүңгімен
гибридизацияланады және қажет ген орналасқан ДНҚ үзінділері
радиоаутогра
фияның көмегімен табылады.

Рекомбинантты ДНҚ технологиясында шоғырларды гибридизациялау
әдісінен басқа қажет генді тауып анықтаудың тағы фенотиптік және
иммунологиялық екі әдісі

белгілі.


46

Фенотиптік әдіс

Фенотиптік әдісі
ізделіп отырған геннің клетканың фен
отипін шұғыл
өзгертетініне негізделген. Мұндай клетка ізделіп отырған ген енбеген
клеткалардан қоректік ортада өсу қабілеттілігі бойынша көзге түреді.
Рекомбинантты ДНҚ
-
ны фенотиптік сұрыптау әдісінің бір мысалын жоғарыда
рВR322 плазмидасын вектор ретінде
таңбалауынан байқауға болады: қажет гені
бар рДНҚ тек ампицилинді ортада ғана өсе алады, ал векторға енбеген ДНҚ
-
ның басқа үзінділер мұндай ортада жойылып кетеді.

Плазмидалық векторды β


галактозидаза ферментінің гені арқылы
таңбалап, қажет бактериялы
қ клонды фенотипі бойынша іріктеуге болады. Бұл
ферменттің дисахарид лактозаны және оның аналогтарын ажырататынын
білеміз. Аналог ретінде 5
-
бром

4
-
хлор

3
-
индолил


р


галактозид
қосылысын алуға болады, оны генетиктер Х
-
гал деп атайды. β


галактозидаза
о
дан ашық көгілдір түсті бояу


бромхлориндолды ажыратады. Плазмидаға
β



галактозидазаның генін енгізіп, рДНҚ құрастыруға болады. Осы ферменттің
гені жоқ Е. Соі немесе басқа бактерияларға аталған ген бар векторды енгізіп,
олар өсіп жатқан ортаға Х
-
гал қос
са, онда ген бойынша рекомбинантты
клеткалар көгілдір түсті, ал бастапқы клеткалар түссіз шоғырлар түзейді. Енді,
тәжірибеде β


галактозидаза генінің арасын арнайы рестриктазаның көмегімен
үзіп, орнына қажет ДНҚ үзіндісін жалғайды, мұның нәтижесінде β


га
лактозидаза гені активтілігін жоғалтады. Осындай рекомбинантты ДНҚ
-
мен
трансформацияланған клеткалар қатты ортада түссіз шоғырлар түзейді, оларды
бастапқы векторы бар клеткалардан (көгілдір) оңай ажыратуға болады.


Иммунологиялық әдіс геннің өнімі


бе
лок құрамымәлім болса
қолданылады. Бұл әдіс белокқа антизаттар синтездей алу мүмкіндігіне сүйенеді.
Алдымен рекомбинантты молекулалар бар клетка шоғырын агардың үстінде
лизиске ұшырайды. Онан соң поливинил пластинкасына антизаттарды бекітіп,
антиген (генні
ң өнімі)


антизат

байланысу реакциясын жүргізеді. Антизаттар
тек өзіне сәйкес белоктармен ғана байланысады. Петри шынысындағы
белоктың яғни қажет геннің орнын радиоактивті элементпен
(J
125

т. б.)
белгіленген антизаттар арқылы табады. Полимерлі пластинкада
радиоактивті
бөліктердің орналасу тәртібі бойынша активті гендері бар бактериялардың
шоғырын табуға болады.



12.Т
а
қырып
:

Бөтен гендердің микроорганизмде жұмыс істеуі

Негізгі сұрақтар:

Күшті промотрды таңдау

Эукариоттық құрылымды бактериялық геномға енгіз
у

Бөгде геннің бактериялық клеткада жұмыс істеуі


Күшті промотрды таңдау

Прокариоттар гендері жұмыс істеуінің немесе экспрессиясының механизмі
бүгінгі күні жақсы зерттелген және Е. СоІі бактериясы мен кейбір оның
фагтарын көпжылдық іргелі молекулалық
-
биоло
гиялық зерттеулер арқасында

47

түсінікті бола бастады. Алдымен, прокариоттық геннің экспрессиясы деп осы
генде иРНҚ синтезделуін (транскрипция кезеңі) және иРНҚ
-
ның рибосомадағы
трансляциясын (белок синтезін) түсінетінін еске түсірейік.Белок синтезінің
бірінш
і кезеңі


трапскрипцияның инициация процесінде РНҚ
-
полимераза
ферменті промотор деп аталатын ДНҚ
-
ның ерекше бөлігін тануы керек, тек
сонда ғана ДНҚ
-
ның қос тізбегі ажырап, иРНҚ синтсзделуі бастала алады.
Демек, адам немесе жануар генінің бактерия клеткасы
нда жұмыс істеп, қажет
биотехнологиялық өнім (белок) түзуі үшін, ең алдымен, оның алдында
бактериялық РНҚ
-
полимераза байланыса алатын прокариоттық
күшті
промотор
болуы керек.

Транскрипцияның жоғары деңгейі плазмидалық репликацияның
тұрақсыздығына әкелетін
атап өту керек. РНҚ
-
ның ғана емес, әсіресе көптеген
белоктардың мөлшерден тыс синтезделуі клетканың жойылуына әкелуі мүмкін.
Осындай жағдай болмас үшін пәрменді транскрипцияланатын геннің соңында
трапскрипцияны тиімді терминациялайтын (тежейтін) нүктелер
болуы керек.
Практикалық мақсат үшін
реттелетін транскрипцияны
қолдану ыңғайлы.

Ген инженериясында бірнеше күшті промоторлар белгілі: Е. СоІі
оперондарының промоторлары


LcUY5 (лактоза), trp (триптофан) және
гибридтік промотор tас (trp


Lас); лямбда фаг

промоторлары


Р
R

мен Р
L
; т 5,
т 7,
Х 174 және т. б. фагтардың промоторлары.

Эукариоттық құрылымды бактериялық геномға енгізу

Ген жұмысының аяқталуы үшін иРНҚ
-
ның белокқа трансляциялануы қажет.
Прокариоттық және эукариоттық клеткала
рдың молекулалық
-
генетикалық
құрылымының айырмашылықтарына орай трансляция процесі өтуі үшін де
белгілі қиындықтарды жеңуі керек. Бұл айырмашылықтар, атап айтқанда,
рибосоманың, әсіресе, белоктың амин қышқылдар тізбегін коделейтін иРНҚ
-
ның молекулалық
-
гене
тикалық құрылымына байланысты. Прокариоттық
иРНҚ
-
ның инициалаушы кодонының
(АУГ)
алдында (3

12 нуклеотид бұрын)
Шайн
-
Делгарно (SD) тізбегі
деп аталатын, 3

9 нуклеотидтерден құралған
ерекше бөлігі бар. Бұл тізбек рибосомалық 163 РНҚ
-
ның 3'


ұшына
комплемент
арлы болғандықтан иРНҢ
-
ның рибосомамен байланысуын
қамтамасыз етеді.

Сонымен эукариоттық геннің реттеуші бөліктері бактериядан үлкен
айырмашылығы бар және оларды бактериялық РНҚ
-
полимераза мен
рибосомалар тани алмайды. Осыған орай, бөтен ген өз қызметін ба
ктерия
клетканың ішінде іске асыруы үшін екі жағдайды керек етеді: 1) геннің алдында
бактериялық РНҚ
-
полимераза тани алатын күшті промоторды; 2) иРНҚ
трансляциясының инициациясы үшін
SD


тізбегі керек. Қазіргі кезде
эукариоттық геннің реттеуші бөлігін бак
териялық реттеуші бөліктерімен
(промотор және
SD



тізбекпен) алмастыруды мүмкін ететін бірнеше әдістер
белгілі.

Бөгде геннің бактериялық клеткада жұмыс істеуі

Бөтен геннің клеткадағы жұмысын іске асырудың екінші жолы


өзінің
реттеуші бөліктері жоқ эукари
оттық құрылымды ген функциясы жоғары
бактериялық геномның арасына енгізу. Мұнда коделенетін құрылымды ген

48

бактериялық промотормен,
SD



тізбегімен және АТГ инициациялаушы
кодонмен жалғанады, нәтижесінде шамалы ғана өзгерген қажет белок бірден
синтезделеді
.

Бөтен геннің активтілігін клеткада қамтамасыз ету үшін оны бактериялық
геннің бірімен (реттеуші бөліктері бар) жалғауға болады. Осындай жолмен 1977
ж. Бойер мен Итакура лактоза промоторын қолданып, сүтқоректілердің
соматостатин гормонын Е. Соі клеткасын
да синтездей алды. Бұл гормон
гипоталамуста өте аз мөлшерде түзіледі және қанға инсулин мен өсу
гормонының (соматотропиннің) түсуін реттейді. Оның молекуласы күрделі
емес, бар болғаны 14 амин қышқылдарынан құралған, сондықтан
соматостатиннің гені өте ұсақ.

Осыған байланысты, алдымен, ұзындығы 42
нуклеотидке тең ДНҚ молекулаласын химиялық жолмен синтездейді
(гормонның амин қышқылдар қатары белгілі және оның әрқайсысының
триплетін генетикалық код арқылы табады). Осы синтетикалық генді рВR322
плазмидасына және

E. Соі геномының



галактозидаза геннің соңына
біріктіру үшін қосымша қысқа линкер тізбектерін (рестриктазалық жабысқақ
ұштар) жалғады. Нәтижесінде синтетикалық қос тізбектің ұзындығы 52 жұп
нуклеотидке тең болды: геннің N


ұшынд
а метионинді коделейтін АТГ
кодоны және ЕсоR1 рестриктазасы жабысқақ ұштар етіп, үзе алатын ААТТ
тізбегі бар, ал С


ұшында екі стоп
-
кодон орналасты. ДНҚ
-
ның осы бөлігін
промоторы

және операторы бар


галактозидаза генінің бөлігіне

жалғап,
олардың барлығын вектор


рВR322 плазмидасына біріктірді. Осындай
біріктірудің нәтижесінде гибридті ген алынды, мұнда


галактозидаза гені
бөлігінің С


ұшы соматостатин генімен ауыстырылды. Бактерия
лык




галактозидаза гені мен соматостатин генінің арасында метионин
к
одоны
орналасқан. Б
ұ
л гибридтің транскри
пц
иясы мен трансляциясы


галактозидазаның реттеуші элементтерінің арқасында іске асты. Осындай



га
лактозидазаның рекомбина
н
тты гені өзінің Е. Со
l
і клеткасына
трансформацияланғаннан кейін өз жұмысын тамаша іске асыра алады.
Нәтижесінде гибридті белок синтезделді, мұнда соматостатин



галактозидазалық бөліктен метио
н
ин арқылы жеке
ленеді. Жай химиялық
қосылыс


бромциан (В
r
С
N
)

белоктарды метионин бойынша ажыратады.
Сомато
с
татиннің өзінде метионин
қ
алдығы жоқ болғандықтан, оны таза
күйінде жеке фракцияға бөлуг
е

болады.

Көпшілік жағдайда, белок цитоплазмада түзілгеннен соң клетканың
м
ембранасы арқылы оның сыртына тасымалдануы керек. Бұл үшін геннің N


ұшында клеткалық мембранаға жақындығы бар ерекше тізбек орналасуы қажет.
Бұдан басқа эукариоттардың бірқатар белоктары синтезделу аяқталғаннан кейін
полиглюколизденеді: белокқа полисахари
дтің қысқа тізбегі жалғанады, бұл
ОНЫҢ
активтілігіне және клетка ішінде тасымалдануына әсер етеді. Қазіргі
кезде бактериялық клеткада белоктарды глюкозалау өте қиын. Бір тәуірі,
көптеген белоктар (интерферон және т. б.) полисахаридтік жалғану болмаса да
а
ктивтілігін жоғалтпайды. Егер мұндай модификациялық өзгеріс қажет болса,
онда генді эукариоттар клеткасына енгізуге тура келеді. Бұдан бөлек,

49

бактериялық клеткада эукариоттық геннің интрон бөліктерін үзе алатын
ферменттік жүйе жоқ. Осыған орай прокариоттар

ген инженериясында
сплайсингтен өткен эукариоттық иРНҚ ғана пайдаланылады. Эукариоттық
генді эукариоттық клеткаларға немесе организмге енгізіп, оның өнімін алу
биотехнологияның болшақтағы маңызды мақсаты болып саналады.



13. Тақырып
:

Эукариоттар клеткасы
нда ген клонын көбейту

Негізгі сұрақтар
:

Ген инженериясында эукариот
-
ашытқылардың қызметі

рДНҚ молекуласын жануар клеткасына енгізіп, ген клонын
а
лу


Ген инженериясында эукариот
-
ашытқылардың қызметі

Осы уақытқа дейін біз эукариоттың ген клонын бактерия кле
ткасында көбеюін
қарастырдық. Рекомбинантты ДНҚ молекулаларын тікелей эукариоттар, әсіресе
сүтқоректі жануарлар клеткаларына енгізіп, оның өнімін алудың болашақтағы
маңызы өте зор.

Эукариоттар клеткаларында ген клонын көбейтудің басты
проблемаларының бірі


векторлық молекулалар. Генді эукариоттық векторға
енгізу техникасының негізі бактериялық клеткадағыдай. Алайда, эукариоттық
векторлардың өзі

бактериялық векторлардан айырмашылықтары бар. Әлбетте,
мұндай векторлардың рестриктазалар үзетін ыңғайлы бөліктер
і және
таңбаланған гендері бар. Бірақ, оларды эукариоттардың плазмидасы мен
вирустарының генотипі негізінде құрастырады: векторлар эукариоттық
клеткаға еніп, сонда репликацияла алуы керек.Бұдан бөлек, эукариоттық
клетканың ішіне түскен ген клетканың хромос
омасымен байланысып, оның
белгілі бөлігіне енуі қажет. Онда эукариоттық векторға осындай енуді
қамтамасыз ететін элементтерді жалғау қажет болады.

Эукариоттар ген инженериясында қарапайым эукариот
-
ашытқының
елеулі маңызы бар. Ашытқылар бір клеткалы болғаны
мен оларда
эукариоттарды сипаттайтын барлық қасиеттер бар: цитоплазмадан ядро қабығы
арқылы оқшауланған ядросы бар және ДНҚ
-
ның репликация, транскрипция
және трапсляциясының ферменттік аппараты (оның ішінде сплайсинг
ферменттері) басқа эукариоттардағыдай.
Ашытқылармен генетикалық жұмыс
жүргізу өте жеңіл: бактериялар сияқты сұйық ортада өсе алады, қатты ортада
шоғыр түзеді, тіпті парафин, метил спирті сияқты субстраттарда да тез көбейе
алады. Бұдан басқа ашытқылар геномының мөлшері үлкен емес

1,7
-

10
7

н.ж.
Ең бастысы, ашытқылар генетикалык тұрғыдан жақсы зерттелген. Ген
инженериясында ашытқылар ішінен Sассhаrоmyces сerevisie штамы ең көп
қолданылады. Рекомбинантты молекулалар құрастыру үшін штамм ұзындығы 2
мкм (6300 н.ж.) тең Seр 1 плазмидасы тәжірибеге ал
ынады. Осы плазмиданың
негізінде көптеген векторлар алынды. Вектор ретінде осы плазмиданың Е. СоІі
бактериясының плазмидасымен гибриді қолданылады. Мұндай ген тасығыштар
өтпелі векторлар
деп аталады. өйткені олар эукариоттық (мұнда ашытқы)
клеткада да, про
кариоттық (бактериялық) клеткада да репликациялана алады.

50

Мұндағы бактериялық плазмиданың бөлігі векторды таңбалау үшін маңызы бар
(мысалы, антибиотиктерге төзімділік гендері бойынша). Осындай
векторлардың көмегімен бактериялық клеткада құрастырылған рДНҚ
-
ны
эукариоттық


ашытқы клеткасына тасымалдауға болады және керісінше.

Ашытқылар эукариоттық организм болғандықтан, олардың
клеткаларында сүтқоректілердің гендері қалыпты жұмыс істей алуын күту
керек еді. Алайда, бұл олай емес. Мысалы, ашытқы клеткаларында

қоянның 8


глобин генінің экспрессиясы, оның транскрипциясы мен иРНҚ сплайсингісі
дұрыс өтпеуіне байланысты байқалмады. Осындай қиындықтарға қарамастан
қазіргі кезде ірімшік өндіру үшін қажет химозинді, адамның интерфероны мен
инсулинін және т. б. қажет
белоктарды синтездейтін ашытқылар алынды.

рДНҚ молекуласын жануар клеткасына енгізіп, ген клонын алу

Енді рекомбинантты ДНҚ молекуласын жануар клеткаларына енгізіп
,

ген
клонын алу мүмкіндігімен танысайық. Мұнда, зерттеулер дағдыдағыдай бүкіл
организмде еме
с, жануар клеткасының культурасында жүргізілуде. Қазіргі
кезде мұндай клеткаларды, мысалы адам және сүтқоректілер ұлпасының
клеткаларын бактерия мен ашұытқы сияқты сұйық және қаттыф ортада
ойдағыдай көбейтуге болады. Бірақ, олар өсуі үшін әр түрлі қо
ректік және т.б.
заттар
д
ы керек етеді. Жануар клеткаларының

жақсы өсуі үшін ортаға фетуин (



глобулин) белогына бай бұзау қанының
сарысуын қосу керек. Қазір, барлық амин қышқылдар, витаминдер, өсу
факторлары, тұз және глюкозалар ба
р толық жасанды орталар қолдану алды.
Мұндай орталарда жануарлардың эмбриондық ұлпалары мен мүшелерінен
(теріден, өкпеден, бүйректен, жүректен, еттен, тимус және басқа бездерден)
алынған клеткаларының клондарын өсіру мүмкін болды.

Жануарлар клеткасына арн
алған эукариоттық векторлар кейбір
вирустарға (папо
-
, адено , парво
-
, ретровирус
-
ар және вакцина вирусы)
негізделеді. Алайда жануар вирустары геномының маңызды емес бөлігінің
көлемі аз, сондықтан оларға ұзын ДНҚ фрагменттерін енгізу мүмкін болмайды.
Жануар
лардың кейбір гендерінің мөлшері өте үлкен (мысалы, тышқанның
дегидрофолатредуктаза гені
-
42 мың н. ж.). Көпшілік жағдайда бөтен

ДНҚ
геномның маңызды бөлігінің орнын басады, нәтижесінде рекомбинанты
вирустар репликация қабілетінен айырылады.

Жануарлар клетк
асы үшін эукариоттық векторды дайындаудың негізгі
объектісі

SV40 вирусы. Бұл, ұзындығы 5250 н. ж. сақиналы ДНҚ
-
сы бар
кішкентай вирус мартышка (осыдан SV


simin (маймыл) virus деп аталуы)
бүйрегінен бөлінді. SV40 вирусы лямбда бактериофаг сияқты иесін
ің
клеткасының хромосомасына ене алады. SV40 вирусы негізінде бірнеше бағалы
векторлар құрастырылды. Бұл векторлардың біразынан бір кемшілікті байқауға
болады: олар вирионның қалыптасуына әкелгендіктен иесінің клеткасын жойып
жібереді (бактериофаг сияқты).

Сондықтан ғалымдар әр уақытта плазмида
сияқты векторларды құрастыруға талпынады. 1970 ж. П. Берг SV40
вирусының ДНҚ
-
сы вирустық емес ДНҚ
-
дан құралған гибридті ДНҚ
молекуласын құрастыруды ұсынды. Ақырында ол 1980 ж. SV40вирусының
ДНҚ
-
сы мен Е.Со
Іі плазмидасының ДНҚ
-
сынан тұратын өтпелі плазмидалық

51

векторларды (р SV2, р SVЗ және р SV4) құрастыра алды. Бүл векторлар
сүтқоректілер клеткасына генді тиімді енгізе алады. Қоянның



глобии
гені ендірілген плазмидалық векторлар

маймыл клеткасында көбейе алды: тек
иРНҚ ғана емес, сонымен қатар


глобиннің өзі синтезделді.


14.
Тақырып
:
Генді сүтқоректілер клеткасына енгізудің тәсілдері


Негізгі сұрақтар
:

Трансфекция және клетканың жиналған ДНҚ
-
мен қосылуы

Микроинъекция және вирустардың өзін қолдану әдістері


Трансфекция және клетканың жиналған ДНҚ
-
мен қосылуы

Рекомбинантты генетикалық материалды сүтқоректілер клеткасына енгізудің
бірнеше тәсілдері белгілі. Ең қарапайым тәсіл
-

трансфекция немесе ДНҚ
-
ны
кле
тка мембранасынан өтуін жеңілдететін күйде енгізу. Бұл үшін кальций
фосфаты ерітіндісінде ген орналасқан ДНҚ фрагментін тұнбаға түсіреді.
Мұндай тұнба кейбір клеткаларға еніп, өз активтілігін көрсете алады. Басқа
жағдайда клеткаларды электрофорез немесе эл
ектропорация арқылы арнайы
химиялық затпен (декстран ДЕАЕ) әсер етіп, оларды шоққа түсіреді, бұл ДНҚ
-
ның сома клеткалары ішіне енуіне (трансфекциясына) мүмкіндік береді.

Генді сүтқоректілер клеткасына енгізудің екінші тәсілі
клетканың
жиналған
(липосомалар
да, бактериялық протопластарда немесе
эритроциттерде) ДНҚ
-
мен қосылуы.
Мысалы, ДНҚ
-
ны
липосомаға
түсірсе, онда
ДНҚ
-
ның су ерітіндісіндегі микротамшысы фосфолипидті мембрананың ішіне
жиналады. Сүтқоректілер клеткасының мембранасы да фосфолипидті қабаттан
құ
ралған, сондықтан липосомалар клеткамен қосылып кетеді, яғни ген
клетканың ішіне енеді.

2.
Кейінгі кезде
микроинъекция
тәсілі кең қолдану алуда және оның
болашағы зор. Мұнда, ДНҚ ерітіндісін шприцпен байланысқан өте жіңішке
микротүтікшелер арқылы клетканың
ядросына тікелей енгізеді.

Рекомбинантты ДНҚ
-
ны
вирустардың өзін қолдану
арқылы эукариоттық
клеткаларға тасымалдауға болады. Бұл үшін рДНҚ
-
ға вирустық ДНҚ енгізу
керек. Мұндай гендердің экспрессиясы ДНҚ
-
ны вирустарды қолданғанда
жоғары деңгейде өтеді.
Әрин
е, вектор


вирус лизистік немесе лизистік емес
жолмен
к
лондарын к
ө
бейте алады. Соңғы жағдайда вектор эписома сия
қ
ты
репликацияланады.

Сонымен, біз жоғарыда баяндалғандардан жануар клеткасы үшін вектор
терминінің кең түсіндірме алатынын байқаймыз. Мұнда ве
ктор деп өзінің
генетикалық активтілігін эукариоттық клеткада қамтамасыз ете алатын ДНҚ
-
ның кез келген тізбегін түсінеді. Жануарлар векторларына қойылатын негізгі
талап


геннің клеткадағы дұрыс және тиімді активтілігін қамтамасыз ету.
Эукариоттық клеткада

транскрипция деңгейі, старт алу және терминация
нүктесі, процессингтің дұрыс өтуі және иРНҚ
-
ның тасымалдануы
промоторлардан басқа энхансерлерге байланысты. Сүтқоректілердің
векторлары өтпелі болғаны ыңғайлы, өйткені мүндай векторларды бактериялық

52

плазмида

сияқты таңбалауға болады, немесе эукариоттық вектор селекциялық
белгіні анықтайтын гендер бойынша таңбалануы қажет: рецессивті және
доминантты. Рецессивті

гендерді, олардың активтілігі жоқ мутантты
клеткаларда ғана қолдануға болады. Доминантты гендер, өзі

енген клеткаларға
төзімділік қасиет береді, нәтижесінде геннің экспрессиясы байқалатын кез
келген клетка үшін селекциялық таңба болып саналады.


15.Тақырып
:

ДНҚ
-
ның нуклеотидтер қатарын анықтау

Негізгі сұрақтар:

ДНҚ
-
ның нуклеотидтер қатарын анықтаудың мә
ні

ДНҚ тізбегінің нуклеотидтер қатарын анықтаудың Максам
-
Гильберт әдісі


ДНҚ
-
ның нуклеотидтер қатарын анықтаудың мәні

Ген инженериясының соңғы этапында алынған ДНҚ үзіндісінің нуклеотидтер
қатарын анықтау керек. Көп жылдар бойы бұл проблеманы шешу үшін
ғал
ымдар әр түрлі әдістерді қолданды, алайда оның ешқайсысы ойдағыдай
болмады. Ақырында ген инженериясы әдістерінің дамуымен бұл проблема 1977
ж. таза химиялық әдіс арқылы шешімін тапты.Қазіргі кезде ДНҚ тізбегінің
нуклеотидтер қатарын анықтау үшін екі әдіс


Максам
-
Гилберт
және
Сэнгер
-
кең қолданылады. Екі әдістің де мәні мөлшері бойынша бір негізге
айырмашылығы бар жалғыз тізбекті ДНҚ молекуласын алудан тұрады. Мұндай
молекулаларды электрофорез көмегімен акриламид гелінде бөлуге болады.
Мөлшері әр түрлі белде
улер ұзындығы 300 нуклеотидке дейін жететін «саты»
түзейді.

ДНҚ тізбегінің нуклеотидтер қатарын анықтаудың Максам
-
Гильберт әдісі

Бірінші әдісті АҚШ ғалымдары У. Гилберт пен оның шәкірті Л. Максам
ұсынды. Мұнда қостізбекті ДНҚ үзіндісінің 5'


ұштарын радиоа
ктивті
фосформен белгілейді. Мұны ішек таяқшасын зақымдайтын, Т4
бактериофагынан бөлінген полинуклеотидкиназа іске асырады. Бұл фермент
АТФ молекуласынан фосфат тобын ажыратып, полинуклеотидтің 5'


ұшына
жалғайды. Бұдан кейін қос тізбекті ДНҚ
-
ны денатураци
ялап, ДНҚ
-
ның жеке
тізбектерін гелде электрофорез арқылы айырады. Мұнан соң тізбектің
әрқайсысын гелден жеке жуып алып, бөлек зерттейді. Ары қарай, үлгілерді төрт
бөлікке бөледі. Біріншісіне ДНҚ
-
ны кез келген аденинді нуклеотидінен кейін
үзетін ерітінді қо
сады. Оны ДНҚ тізбегінің бір аденин бөлігін ғана үзетіндей
етіп қосу керек. Нәтижесінде тізбекте адениннің әр қилы орналасуына
байланысты ұзындығы әр түрлі ДНҚ үзінділері пайда болады.

Дәл осындай жолмен басқа үш бөлікті де ДНҚ
-
ны тиминнен, гуаниннен
және

цитозиннен кейін үзетін реагенттермен өңдейді. Барлық төрт үлгідегі
ДНҚ үзінділері бір
-
біріне параллель орналасып, полиакриламид гелінде
электрофорез арқылы айырады: молекуласы аз кесінділер жоғары молекулалы
кесінділерге карағанда гельде жылдам қозғал
ады.Мұнда қолданылатып
электрофорез әдісі жақсы жетілген, ол барлық ДНҚ фрагментерін ұзындығы
бойынша жеке бөліктерге айыруға мүмкіндік береді. Қазіргі кезде ұзындығы

53

300
-
ге дейін ДНҚ тізбегінің нуклеотидтер катарын анықтаудың ешқандай
қиындығы жоқ.

Геннің нуклеотидтер қатарын оқу үшін қараңғыда гелдің үстіне рентген
фотопленкасын беттестіреді, мұнда радаоактивті таңба бар орындар ғана
таңбаланады. Фотопленкада 5
/
-

ұштары белгіленген ДНҚ кесінділері ғана
көрінеді, ал олардың гелдің басынан жылжыған

ара қашықтығы кесіндінің
ұзындығына дәлме
-
дәл келеді. Енді ДНҚ тізбегін төменнен жоғары қарай оқып,
геннің нук
леотидтік қатарын анықтауға болады.

Зерттеуші екінші комплементарды ДНҚ үзіндісінің нуклеотидтер қатарын
анықтап, бірінші тізбектен алынған мәлім
ет дұрыстығын тексере алады. Мұнда
тек, бірінші тізбектегі аденин мен цитозиннің орнына екінші тізбекте тимин
мен гуаниннің сәйкес келетінін естен шығармау керек.


16.
Тақырып:

ДНҚ тізбегінің нуклеотидтер қатарын анықтаудың Сэнгер әді
сі

Негізгі сұрақтар
:

Сэ
нгер әдісінің шығу тарихы


«Тізбекті үзу» әдісінің маңызы


Сэнгер әдісінің шығу тарихы

ДНҚ
-
ның нуклеотидтер қатарын анықтаудың екінші тәсілін Нобель
сыйлығының екі дүркін лауреаты атанған ағылшынның атақты ғалымы Ф.
Сэнгер ұсынды. Сэнгер әдісінің көп жақта
ры Максам
-
Гильберт әдісімен ұқсас
болғанымен оның принципінің айырмашылығы бар


С
ЭНГЕР
бойынша
нуклеотидтер қатарын анықтау ДНҚ
-
полимераза яғни ДНҚ
-
ны ажырататын
емес, керісінше оны синтездейтін фермент көмегімен іске асады. Мұнда ген
үзіндісінің өзі емес
, ДНҚ
-
полимеразаның көмегімен синтезделетін ДНҚ
молекуласы зерттеледі. Ферменттің әсерімен ұзындығы әр түрлі ДНҚ
молекулалары синтезделеді, олардың 5'


ұштары бірдей, ал 3'


ұштары төрт
азоттық негіздің
(А, Т, Г
немесе
Ц)
бірі бойынша әр түрлі.

Сэнгер әдіс
інде нуклеотидтер қатары белгісіз ДНҚ сегментін М1З
бактериофагының ДНҚ
-
сынан құрастырылған арнайы векторға енгізеді. Біз бұл
фагтың векторлық молекула ретінде ыңғайлы айырмашылығын жоғарыда
қарадық, атап айтқанда генді жалғыз тізбекті күйде тасымалдай ала
ды. Мұндай
тізбектің нуклеотидтер қатарын анықтау оңай. М1З бактериофагының ДНҚ
-
сы
қос тізбекті күйде де бола алады. Осындай фагтың негізінде бірнеше векторлар
құрастырылды. Фагтың репликациясы үшін оның геномының маңызды емес
аймағына шамамен ондаған әр т
үрлі рестриктазалар үзе алатын полилинкер
жалғанады. Полилинкердің қатарына 17 н. ж. құралған тізбек жалғанады.
Осындай векторды рестриктазалардың бірімен үзгеннен кейін оны талдауға
алынған және сол рестриктазамен үзілген ДНҚ бөлігімен біріктіреді. Мұнда
ол
вектордың 17 мүшелік тізбегімен қатар орналасады. Міне осындай
рекомбинантты ДНҚ
-
ны бактерия клеткасына енгізіп, одан жалғыз тізбекті
ДНҚ
-
сы бар фагтарды алады. Енді фагтан ДНҚ
-
ны айырьш, оны талдауға
кірісуге болады.

Тізбекті үзу әдісінің маңызы


54

Сэнгер

әдісі «тізбекті үзу» әдісі деп аталады. Яғни ДНҚ
-
полимераза арқылы
түзілетін
ком
плементарлы ДНҚ
-
ның синтезі Максам
-
Гилберт әдісіне сәйкес
әрбәр негізде тоқтайды. (үзіледі).Ал, ДНҚ
-
полимераза үшін ашытқы (праймер)
керек, ол үші фектордың 17
-
мүшелік тізбегі
не комплементарлы
олигонуклеотид синтезделеді.

Егер олигонуклеотид
-
ашытқыны матрицалық ДНҚ
-
мен байланыстырып,
ДНҚ
-
полимераза мен дезоксинуклеозид
-
трифосфаттарды қосса, онда ДНҚ
бөлігінің толық көшірмесін ала аламыз. Мұнда әрбір келесі азоттық негіз өсіп
жа
тқан тізбектің 3'


ұшының гидроксил тобына жалғанатынына мән беру
керек. Сэнгер әдісі үшін ДНҚ бөлігінің толық көшірмесі емес, оның үзінділері
қажет.


Матрица
-
ашытқы комплексін төрт бөлікке бөледі де, олардың
әрқайсысына тізбектің 3'


ұштары азот
тық негіздерінің аналогтары


дидезоксинуклеозидтрифосфаттарды (
ddN
ТФ) қосады. Мұндай
дидезоксинуклеозидтердің рибоза қалдығының көміртегі атомдарында
гидроксил тобы болмайды, сондықтан өсіп жатқан 3'


ұшының синтезін
белгілі негізден кейін тоқтайды. М
ысалы, тимидинмен аяқталатын ДНҚ
фрагменттерін алу үшін ортаға дидезокситимидинтрифосфатты, тізбекті
аденозин бойынша үзу үшін дидезоксиаденозинтрифосфатты және т.с.с.
қосады. Әрине, төрт бөліктің әрқайсысына қалыпты
дезоксинуклеозидтрифосфаттардың бірін
(dТТФ,
d
АТФ, (dЦТФ және dГТФ)
қосу керек. Нәтижесінде ұзындығы әр түрлі, бірақ 3'


ұштары бірдей олиго


және полинуклеотидтер жиынтығын алады. Олардың электрофореграммасын
радиоаутография әдісі арқылы оқып, геннің нуклеотидтер қатарын анықтайды.

Максам
-
Гилберт және Сэнгер әдістеріе қолданып, РНҚ тізбегінің
нуклеотидтер қатарын да анықтауға болады. Бұл әдістердің осы заманғы
молекулалық биология мен гепетика үшін маңызы зор. Оларды пайдалану
арқасында қазіргі кезде көптеген вирустар, бактериялар және олар
дың
плазмидалық элементтері геномдарының алғашқы құрылымы анықталды.
Нуклеотидтері белгілі гендердің ұзындығы 6 млн. асьш кетті. Қазіргі кезде
кейбір митохондрия мен хлоропластардың ДНҚ құрылымы толық белгілі
болды, олардың ДНҚ молекуласының ұзындығы 150 н
. ж. асып түсті.

Осы заманғы генетикалық инженерияның жетістігін адам геномына
инструменттік шабуыл басталуынан байқауға болады. Адам ДНҚ
-
сының
нуклеотидтер қатарын анықтауды АҚШ ғалымдары тікелей қолға алуда.
Адамның ДНҚ
-
сы 3 млрд. нуклеотидтерден құралға
н, сондықтан олардың
орналасу қатарын анықтау көп қаражатты және көптеген ғылыми генетикалық
зертханалардың бірігіп жұмыс істеуін керек ететін аса күрделі іс болып
саналады. Кейбір ғалымдардың есебі бойынша 3

6 млрд. доллар (әр
нуклеотидке 1


2 доллар) жұ
мсап, адам геномының проектісін 15

20 жыл
аралығында шешуге болады. Қазіргі кезде нуклеотидтерді анықтау
жылдамдығын көбейтіп, жұмсалатын қаржыны азайту (әр нуклеотидке 50 цент
жұмсау) жолдары талқылануда. Мысалы, Сэнгер бойынша нуклеотидтер
қатарын анықта
удың автоматты әдістері құрастырылды, мұндай жаңа
автоматты приборлар адам геномының оқылуын жеңілдетеді деп күтілуде.


55



17. Тақырып:

Хромосома және геном деңгейіндегі генетикалық инженерия

Негізгі сұрақтар
:

Генетикалық инженерияның деңгейлері

Хромосомалық

инженерия


Генетикалық инженерияның деңгейлері

Әдетте генетикалық инженерияның үш деңгейін ажыратады: 1) гендік
-
рекомбинантты ДНҚ
-
ны тікелей зерттеу; 2) хромосомалық
-
гендердің үлкен
топтарын немесе бүкіл хромосомаларды манипуляциялайды; 3) геномдық


бір

клетканың генетикалық материалын басқа клеткаға тасымалдайды.
Генетикалық инженерияның бірінші деңгейі рекомбинантты ДНҚ
технологиясының әр алуан әдістерін

БІЗ
жоғарыда толық талқыладық. Енді
генетикалық инженерияның қалған деңгейлеріне қысқаша тоқталамы
з. Қазіргі
кезде хромосома деңгейіндегі генетикалық инженерияны хромосомалық
инженерия деп атауға болады, ал геномдық инженерия өзінің мәні бойынша
клетка инженериясына сәйкес келеді.

Хромосомалық инженерия


Хромосомалық инженерияны эукариоттық организмдер
де қарастыруға болады,
өйткені прокариоттарда «хромосома» және «геном» түсініктемелері біртекті
қаралады. Жалпы хромосомаларды және олардың фрагменттерін биологиялық
объектілерді өзгерту әдісі ретінде тасымалдау, әсіресе, болмашы рол атқарады.
Дегенмен, мұ
ндай әдістің іргелі мағынасы зор және болашақта елеулі рол
атқаруы мүмкін. Хромасомаларды басқа клеткаға (риципиенттік)
трансформациялау үшін алдымен оларды клеткадан (донорлық) бөліп алу
қажет. Ол үшін клетка бөлінуін колхициннің көмегімен метафаза са
тысында
тоқтатады. Одан соң клеткаларды гипотонизациялайды. Хромосомалардың таза
бөлігін дифференцияалды центрифугалау арқылы бөледі. Бүгін хромосома
немесе оның бөліктері реципиенттік клеткаға пиноцитоз жолымен енеді.
Клеткаға енген инактілі хромосомала
р өздерінің кұрылымын бірнеше ұрпақ
деңгейінде сақтап тіпті репликациялана алады. Нәтижесінде мұндай
хромосомалардың гендері полипептид синтезін іске асыра алады. Жалпы
клеткаға енген хромосомалар ақырында лизосомалық ферменттер әсерінен
жеке бөліктерге
ыдырайды. Хромосомалық инженерияның әдістері жануарлар
хромосомаларының генетикалық картасын құрастыруға үлкен

мүмкіндіктер береді.


18. Тақырып
:

Клетка инженериясы

Негізгі сұрақтар
:

Сома клеткаларының гибридизациясы
-
қосылуы

Клетка инженериясының маңызы


С
ома клеткаларының гибридизациясы
-
қосылуы


56

Клетка инженериясының негізін

сома клеткалардың гибридизациясы
-
қосылуы
құрайды. Жануарлар сома клеткаларының организмнен тыс ортада қосылу
қабілеттілігін алғаш рет 1900 ж. Ж. Барский байқады. Мұндай қосылудың
нәтиже
сінде гибридтік клеткалар тіні түзіледі, олардың ядросында бастапқы
клеткалар хромосомаларының қосындысына тең хромосомалар саны болады.
Егер культураға кейбір заттарды, мысалы полиэтиленгликоль немесе
инактивацияланған вирустарды қосса, онда гпбридтік кле
ткалардың түзілуі өте
жоғары жиілікпен өтеді. Осындай мақсатпен Сендай вирусы өте жиі
қолданылады. Олардың клетка рецепторларымен байланыса алатын бірнеше
ерекше бөліктері бар, сондықтан бір мезгілде екі клеткамен байланыса алады.
Вирустың мөлшері өте ұсақ

болғандықтан клеткалар өте тығыз жақындасады
да, бір
-
бірімен қосылып, жаңа гибридтік клеткаға бірігіп кетеді. Мұндай
қосылуда дикарион


екі ядролы клетка түзіледі. Онан соң екі ядроның
хромасомалары бірігіп, синкарион түзілуі мүмкін. Бастапқы клеткалар т
ек
синкарион түзеп қана қоймай, бірнеше ұрпақ көлемінде митоздық бөлінуге
қабілетті болуы керек. Қазіргі кезде әр түрлі сүтқоректілердің, тіпті жүйелік
тұрғыдан бір
-
бірінен өте алыс түрлердің клеткаларын гибридизациялау әдістері
тәжірибелерде ойдағыдай қо
лдану алды. Мысалы, адам
X

тышқан, адам
X

ірі
қара, қоян
X

тауық, ірі қара
X

қара күзен, адам
X

тауық, ірі қара
X

атжалман
т.с.с. гибридтік клеткаларды і
n

vitro

жағдайында өсіруге болады.

Клетка инженериясының маңызы

Жаңадан түзілген гибридтік клеткаларда
белгісіз себептермен митоздық
бөлінудің алғашқы кезеңдеріне бір түрдің хромосомаларының жоғалуы
байқалады. Адам мен тышқанның гибридтік клеткаларынан адамның
хромосомалары жоғалады. Әдетте, 30 бөлінуден кейін мұндай клеткаларда
тышқанның барлық хромо
сомалары және адамның орта есеппен жеті
хромосомасы сақталады. Ірі дара
X

атжалман, шошқа
X

тышқан гибридтік
клеткаларында алғашқы көрсетілген түрлердің хромосомаларының жоғалуы
жиі байқалады. Бір түрдің хромосомаларының гибридтік клеткадан жоғалу
өзгергіштігі хромосомалардың генетикалық картасын құрастыруға мүмкіндік
береді. Егер гибридтік кле
тка өсетін ортаға енгізген өнімге байланысты,
гибридтік клеткада қайсыбір хромосома сақталса, онда өнімнің гені осы
хромосомада орналасқан деп есептелінді. Қазіргі кезде сома клеткаларды
гибридизациялау әдісінің көмегімен адамның 2000
-
дай генінің
хромо
сомалардағы орны табылды.



19.
Тақыры
п
:
Клетка инженериясында гибридомаларды алу

Негізгі сұрақтар
:

Гибридомалар

Моноклонды антизаттар алу


Гибридомалар

Клетка инженериясының ең перспективалы бағыты тибридомалар алу.
Гибридома
дегеніміз лимфоцит және ми
елома (рак) клеткаларының қосылуы

57

нәтижесінде түзілген гибридтік клетка. Организмнің иммундық жүйесінің
негізін құрайтын лимфоциттер



және В) арнайы қоректік орталарда
көбейіп, өздері организмде синтездейтін иммуноглобулиндерді түзей алады.
Дегенмен,

олардың өсу уақыты жеткіліксіз. Осы мәселені 1975 ж. Д. Келлер
және Ц. Милстейн (ГФР) гибридомалық клетка алу
ә
дісі арқылы

шеше алды.
Олар миеломаны алдын ала антизатпен егілген көкбауыр клеткаларымен
(лимфоциттермен) қосып, гибридтік клетка немес
е гибридомалар ала алды.
Гибридомалар рак клеткаларының шексіз көбеюге қабілеттілігін, ал көкбауыр
клеткаларынан нақты антизаттарды синтездеу мүмкіндігін тұ
қ
ым қуалау
арқылы алады. Бұл ғылыми жұмыс медицина және ветерина
рия үшін маңызды
жаңа клеткалық
иммунобиотехнологияның пайда болуына әкелді.

Моноклонды антизаттар алу

Алдын ала белгілі бір антизатпен иньекцияланған В
-
лимфоцитті миелома
клеткасымен полиэтиленгликоль көмегімен қосу арқылы В
-
гибридомдық
клондар алады. Мұндай гибридтік клеткалар
моноклон
ды антизаттар
яғни
иммуноглобуллиндердің бір ғана типін синтездейді. Моно
-
клонды антизаттарда
антигеннің бір типімен ғана байланыса алатын рецепторлар бар. Моноклонды
антизаттардың шығу көзі


гибридомаларды биотехнологиялық әдіс арқылы
көбейтеді.

Сома кле
ткаларын гибридизациялау әдісі арқылы моноклонды антизаттар
алу мынадай кезеңдерден тұрады: малды иммунизациялау, клеткаларды
біріктіруге дайындау және оларды біріктіру, қажет антизатты синтездейтін
клондарды сұрыптау, гибридомалық клеткалардың жеткілікті
мөлшерін
көбейту, антизаттар бар культура сұйықтығын алу және антизаттарды бөлу.

Организмнің иммундық жүйесі Т


лимфоциттерге де байланысты.
Мысалы, олардың цитотоксиндік (цтТ


лимфоцит) популяциясы вирус және
рак клеткаларын жойьш жіберуге қабілетті. Ос
ындай лимфоцитті миелома
клеткасымен біріктіру арқылы алған гибридомаларды рак ауруына қарсы
қолданудың маңызы зор.

Клетка инженериясы негізіндегі ең перспективалы биотехнологиялық
бағыт моноклонды антизаттар алу. Моноклонды антизаттар өздерінің
қасиеттері

бойынша бір келкілікпен сипатталады және тек жалғыз ғана
антигенмен байланыса алады. Осыған орай моноклонды антизаттардың
вирустар, бактериялар, саңырауқұлақтар, токсиндер, аллергендер және қатерлі
ісіктер қоздыратын ауруларды тану және емдеу үшін үлкен п
рактикалық
маңызы бар.

Гибридомалар технологиясы негізінде моноклонды аитизаттар алу үлгісі
төменде көрсетілген. Одан моноклонды антизаттар алу сома клеткалардың
гибридизациясына негізделгенін байқау қиын емес.

Моноклонды антизаттарды әр түрлі ауруларды ди
агностикалау үшін
қолданады. Әр түрлі рак, ҚИЖС, гепатит, оба т. б. көптеген ауруларға диагноз
қоюда моноклонды антизаттар кең практикалық қолдану алуда. Гибридомалар
технологиясының ветеринария үшін маңызы ұлғая түсуде. Мысалы, ірі қараның
р24 лейкемия ви
русы белогына қарсы моноклонды аитизаттар синтездйтін
клеткалар культурасы алынды.
Қазіргі кезде

мо
н
окло
н
ды

антизаттар алу

58

тех
н
ологиясыме
н

500
-
де
н

астам компаниялар ай
н
алысады. Олар
құны
5 млрд
.

долларға жуық биотехнологиялық
өн
ім


монокло
н
ды

антизаттар
ө
н
діреді.



20.Тақырып
:

Аллофенді жануарлар алу

Негізгі сұрақтар

Аллофендер туралы түсінік

рДНҚ негізіндегі ген инженерия жетістіктері


Аллофенді жануарлар алу

Әр түрге жататын жануарлардың эмбриондық ұлпаларын (бластула
клеткаларын) араластыру арқылы алған

химерлі организмдер
аллофендер
деп
аталады. Аллофенді жануарлар алу организм деңгейіндегі генетикалық
инженерияның мысалы болып саналады. Жалпы аллофендерді алуда
генетикалық инженерияның клетка және организм деңгейлері бір
-
бірімен тығыз
байланысқан.

Эука
риоттардың эмбриондық дамуының алғашқы кезеңінде

16 клетка
түзілгенге дейін


гендердің басым көпшілігі өз функцияларын іске
асырмайды. Б. Минтц 8 бластомераларға (клеткаға) жеткен эмбриондарды
араластыру арқылы аллофенді тышқандар ала алды. Келесі тәжіри
белерде
Минтц үлгісіне сәйкес басқа белгілері (көздің түсті қабығы, құлақтың
ұзындығы т. б.) бойынша анық айырмашылығы бар тышқандардың
бластомераларын біріктіріп, аллофенді организмдер алынды. Аллофенді ұрпақ
алу үшін алдын ала ұрықтанған және қарама
-
қарс
ы белгілері бар тышқандардан
8 бластомера сатысына жеткен эмбриондарды алып, оларды і
n

vitro

жағдайында
профаза ферменті көмегімен жеке бластомераларға ажыратады. Осындай
жолмен алынған екі немесе одан көп бластомераларды біріктіріп, арнайы
қоректік орта
да гаструла сатысына жеткен біртұтас эмбрион алады, ары қарай,
оларды пробиркадан ұрғашы тышқанның жатырына микротүтікше көмегімен
тасымалдайды. Туылған тышқандар аллофенді болып саналады, өйткені
олардың клеткаларының генетикалық құрамы әр түрлі. Аллоф
енді
тышқандарды үш, төрт және одан көп әр түрлі ата
-
аналық формалардың
эмбриондың бластомераларын біріктіріп алуға да болады. Тіпті, гистосәйкес
емес ата
-
аналардың клеткаларынан құралған аллофенді организмдер ешқандай
иммундық бұзылусыз дамиды. Мұның өз
і сүтқоректілерде иммундық жүйе
эмбриондық дамудың соңғы кезеңінде қалыптасатынын және оны жануар
генотипінің кәдімгі көрінісі емес, бүкіл жеттігудің жиыны екендігін көрсетеді.

рДНҚ негізіндегі ген инженерия жетістіктері

Генетикалық инженерияның жетістікте
рі биотехнологияның дамуында жаңа
көрініс тапты, ол дәстүрлі емес биотехнологияның пайда болуын паш етті.
Осыған орай, кейде, генетикалық инженерияны ғылымдағы кезекті революция
ретінде қарайтын ойлар айтылып жүр. Шынында, генетикалық инженерия тек
нәзік

технология болып қана саналады және тұқым қуалаушылық ұғымының
жалпы принциптерін теріске шығарған жоқ, қайта оларды дәлелдеп, жаңа
ғылыми мәліметтермен толықтырды.


59

Ген инженериясының арқасында эукариоттар геномының экзон
-
интрондық құрылымы ашылды. Эу
кариоттар генінің осындай ерекшелігі
«бактерияда қандай болса, піл үшін де сондай» деген пікірдің сенімді емес
екендігін ескертеді.Бұл ашылудың өзі рекомбинантты ДНҚ құрастырудың жаңа
жолдарын іздеуге мәжбүр етті, өйткені зерттеушілер үшін эукариоттар гені
нің
клонын бактериялық клеткада алу қиынға соғады. Ген инженериясының
қарқындап дамуы геномның жылжымалы элементтерінің (бактериялардың
транспозондары мен эукариоттардың МДГ элементтері) табиғатын терең
түсінуге мүмкіндік берді. Сонымен қатар эукариоттар Д
НҚ тізбектерінің әр
қилы болуы және ген активтілігінің онтогенез барысында өзгеруі де
генетикалық инженерияның әдістерін қолдану арқылы айқын болды.

Жоғарыда аталған жаңалықтарды жинақтай келіп, генетикалық
инженерия, молекулалық генетиканың көпшілік мақұ
лдаған қағидаларына
негізделгенімен, ол біздің тұқым қуалаушылыққа деген көзқарасымызды елеулі
түрде өзгертетін кең зерттеулерді ашқанын қорытындылауға болады.
Генетикалық инженерия қолданбалы ғылым ретінде молекулалық биологияны
технологияға айналдыра бас
тады.

Бұл арада, жетпісінші жылдардың орта шенінде, рРНҚ
-
ны алудың
алғашқы тәжірибелерінен кейін ғалымдар арасында микроорганизмдер ген
инженериясының қауіптілігі туралы сөз болғанын да атай өту керек. Ол кезде,
жұртшылықта Е. СоІі және басқа

бактериялардың ген инженерлік құрастыру
барысында зерттеушілердің бақылауынан шығып кетіп, «генетикалық
монстрларға» айналады да, өте қауіпті аурулар таралып кетуі мүмкін деген
абыржулар болды. Тіпті, 1974 жылы арнайы комиссия генинженерлік
жұмыстарды уақ
ытша тоқтату туралы шешім қабылдады. Алайда, бір жылға
жетпей бұл тыйым өз күшін жоғалтты: 1975 ж. көктемінде Асиломар қаласында
(АҚШ) рекомбинантты ДНҚ бойынша өткен алғашқы халықаралық
конференция рДНҚ
-
мен трансформацияланған организмдермен жұмыс істе
у
ережесін қабылдады. Қазіргі кезде генетикалық инженерияның ешқандай
қауіптілігі жоқ екендігі көпшілікке айқын. Алғашқы рекомбинантты ДНҚ
құрастырылғанан бері міне 20 жылдай астам уақыт өтті, бірақ осы кезеңге
шейін оның ешқандай да зиянды әсері байқалғ
ан жоқ және мүмкін емес те.

Алайда, генетикалық инженерия әдістері арқылы үрейлі бактериялық
қару шығару мүмкіндігін де түсіну керек. Мұндай қауіп генетикалық
инженерияға емес, ең алдымен империализмдік қоғамға байланысты. Бүгінгі
таңда бактериялық қарулар
ы бар елдердің оны қолданбауы және зерттеу
жұмыстарын тоқтатуы туралы шешімдердің маңызы өте зор.

Рекомбинантты ДНҚ негізндегі ген инженериясы әдістерінің табыстары
және клетка инженериясының әдістері

эксперименттік биологияға болашақта
зор мүмкіндіктер
ашты. Бұл әдістердің қуаты алғашқы кезде зерттеушілердің
өзін абыржытып тақтады, мысалы, ДНҚ
-
ны зерттеген,

атақты ғалым Э.
Чаргафф 1973 ж.: «Біз бірнеше ғалымдардың әуесқойлығын қанағаттандыру
үшін миллиондаған жылдардың эволюциялық даналығының мәнін жояты
ндай
етіп, сұғанақтық жасауымызға хұқымыз бар

ма?»


деп сауал қойған
болатын. Алғашқы кездегі таңдану және абыржу кезеңдері өтті. Енді, ген және

60

клетка

инженериясы кәдімгі ғылыми тәжірибе болып қалыптасты. Бұл
әдістердің дамуы жаңа сала


биотехиолог
ияның

пайда болуы
н
а әкелді.


2
1.
Тақыры
п
:
Ген инженериясы негізінде биотехнологиялық өнімдер алу

Негізгі сұрақтар
:

рДНҚ
-
ны қолдану барысында қол жеткізген жетістіктер

Қажетті гормондарды өндіру


рДНҚ
-
ны қолдану барысында қол жеткізген жетістіктер

Қазіргі би
отехнология адамның практикалық әрекетінің барлық жақтарына
үлкен әсер етуде. Қазіргі кезде оның көмегімен ондаған аса бағалы
биологиялық активті заттар


гормондар, ферменттер, витаминдер,
антибиотиктер, кейбір дәрі
-
дәрмектер алынады. Биотехнология ауыл
ш
аруашылығында орасан рөл атқарады. Биотехнологияның жетістіктері, ең
алдымен, оның іргелі ғалымдармен тығыз байланысының арқасында пайда
болды, мұның нәтижесінде биотехнологияның жаңа салалары мен әдістері


генетикалық, клеткалық және белоктық инженерия,
энзимология инженериясы,
жануарлар, өсімдіктер.

Соңғы жылдары биотехнологияның үлкен өріс алуы генетиканың жаңа
жетістіктеріне байланысты. Нақты айтқанда, қазіргі биотехнологияның
көптеген салалары генетикалық инженериямен, әсіресе ген инженериясымен
тікел
ей немесе жанама байланысқан. «Биотехнология» үғымының өзі
генетикалық инженерияның қалыптасуына байланысты пайда болды және
алғашқы кезде бұл екі
-
ұғым синонимдер ретінде қаралды. Алайда, уақыт өткен
сайын бұл ұғымдардың мазмұны әр түрлі толықтырылды, дег
енмен
генетикалық инженерия биотехнологияның құрама бөлігі болып қалды.
Ге
н
етикалық инженерия
-
жаңа генетикалық қасиетттері бар организмдерді
құрастыру тәсілдерін жетілдіретін ғылыми өрістңің саласы болса, ал
биотехнология


өндірістің саласы. Генетикалық
-
инженериялық әдіс арқылы
құрастырылған жаңа организм биотехнологиялық өндірісте қолданылуы
мүмкін. Бұл генетикалық инженерия мен биотехнологияның арасындағы ортақ
жаңасу нүктелерін сипаттайды, мұндай байланыстың аяғында жаңа сапалы
нәтиже пайда болады. Көп
теген ғылым жетістіктерін биотехнологиялық
өндірісте пайдалану жаңа сапалы нәтижеге әкелмейді, сондықтан да олар
биотехнологияның саласы бола алмайды.

Жаңа биотехнологияның
дамуы ең алдымен ген инженериясына
байланысты екендігін біз білеміз, бұдан басқа ол

клетка инженериясының
жетістіктеріне де тікелей байланысты. Енді біз жаңа биотехнологияның осы екі


әдісінің генетикалық бағыттарына және олардың медицина мен мал
шаруашылығындағы мәніне жеке тоқталамыз.

Қажетті гормондарды өндіру

Ген инженериясы нег
ізінде биотехнологиялық өнімдер алу
.
Қазіргі кезде тек ген
инженериясы ғана адамға қажетті биологиялық активті заттарды химиялық
таза күйде алуды қамтамасыз ете алады. Ген инженериясының қарқынды дамуы
арқасында адамның бірқатар ауруларын (оның ішінде гене
тикалық ауруларды)

61

емдеу және ауыл шаруашылық малдарының өнімділігін жоғарылату мүмкін
болды. Енді, олардың мысалдарына тоқталайық.

Алғаш рет медицинада ген ннженериясының өнімі


инсулин
қолданды.
Инсулин ұйқы безінде түзіледі, оның арқасында қандағы глю
козаның артық
мөлшері жануар текті крахмал гликогенге айналады. Ұйқы безінде инсулиннің
түзілуі бұзылатын болса, адам диабет ауруына ұшырайды: глюкоза гликоген
түрінде бөгеліп қалмағандықтан, қанда жүзім қантының мөлшері артады.
Есептеу бойынша дүние жүзі
нде 60 млн. адам диабетпен ауырады, яғни ол
жүрек және рак ауруларынан кейін адамның өліміне әкелетін

үшінші ауру
болып саналады. Диабетпен ауыратын адам тәулігіне гормонның орта есеппен
40 бірлігін қабылдауы қажет. Осы уақытқа дейін инсулиннің негізгі шы
ғу көзі


етке өткізілген сиыр мен шошқаның ұйқы безі болатын. Сиырдың ұйқы
безінің салмағы 200

500 г; кристалдық инсулиннің 100 г. алу үшін 800

1000
кг. ұйқы безі қажет. Бұдан басқа, ауру адамдардың біраз бөлігі, әсіресе
балаларда бұл гормонға аллергия д
амығандықтан, оларды жануар текті
гормонмен емдеудің қиындығы бар. Екінші жағынан, инсулинге тәуелді
адамдардың саны жылдан жылға арта түсуде. Осы себептерге орай адамның
ген
-
инженерлік инсулинін бактерия клеткасында өндіру қажеттігі туды.

Инсулин гормонын
ың ұзындығы 20 және 30 амин қышқылдарына тең
А
және
В
екі полипептидтік тізбектен құралған, олар бір
-
бірімен қос
дисульфидтік байланыс құрады. Организмде инсулин алғашқы кезде 109 амин
қышқылдарынан құралған препроинсулин құрамына енеді. Препроинсулиннің
ұ
йқы безі


клеткаларында синтезделуінде алғашқы
23
амин қышқылы
молекуласының клетка мембранасынан өту үшін қажет болады; бұл амин
қышқылдар ажырап, 86 амин қышқылдарынан тұратын проинсулин түзіледі.
ІІроинсулиннің орта бөлігі ферме
нттің әсер етуімен ыдырап кетеді, мұның
нәтижесінде инсулин түзіледі.

Адам инсулин генін алғаш рет 1978 ж. «Генентек» фирмасы (АҚШ)
синтездей алды. Соматостатин гені сияқты инсулиннің синтетикалық, гені
плазмидаға


галактозидаза ген
імен, соңына енгізілді. Мұнда әрбір
бактериялық клеткада инсулиннің шамамен 100 000 молекуласы синтезделді.
Е.СоІі клеткасында проинсулиннің биосинтезі іске асты; ол үшін кері
транскриптазаның көмегімен РНҚ
-
дан оның ДНҚ
-
көшірмесі (кДНҚ)
синтезделді. Америк
алық «Эли Лилли» фирмасының зерттеушілері Е. СоІі
клеткасының 20% көлемін проинсулин немесе инсулин алатынын атап
көрсетті. Көлемі 1000 л бактерия культурасынан 200 г дейін инсулин өндіруге
болады, әншейінде гормонның мұндай мөлшерін өндіру үшін сиырдың н
емесе
шошқаның 1600 кг ұйқы безін өңдеу қажет болар еді. 1982 жылы АҚШ
-
тың
азық
-
түлік өнімдері, косметикалық заттар, дәрі
-
дәрмектер Федералдың
Басқармасы (FDА) «Эли Лилли» компаниясы шығаратын «Хемулин»
(инсулиннің саудалық аталуы) препаратын сатуға рұқсат

берді. Ұлыбритания
мен СССР
-
де рДНҚ технологиясы арқылы бактерия клеткасында инсулин
өндіру 1980 жылдары ойдағыдай шешілді.




62


2
2
.
Тақы
рып
:

Соматотропин гормонын өндіру

Негізгі
:

Соматотропин гормоны туралы түсінік

Өсу гормонын өндірудің маңызы


Самотропин
гормоны туралы түсінік

Инсулиннен кейін генинженерлік фармокология
соматотропин
деп аталатыи
өсу гормонын бактериялық клеткада синтездеуді шындап қолға
алды.Адамдарда соматотропин гипофиздің алдыңғы бөлігінде синтезделеді,
оның жетіспеушілігі гипофиздік ер
гежейлілікке әкеледі. Көп уақыт бойы
соматотропинді өліктерден бөліп келді. Алайда, дамыған елдерде осындай
жолмен бөлінген гормон гипофиздік ергежейлілікпен ауыратын адамдардың
тек үштен біріне ғана жеткілікті болды. Бұдан басқа, өліктерден бөлінген
гормо
нның қоспасы көп болғандықтан, препарат қабылдаған аурулардың 30%
-
і гормонға қарсы антизаттар синтездейді, мұның өзі гормонның активтілігін
жоққа шығарды. Гипофиздік материал баяу дамитын вируспен зақымданған
деген де қауіп болды (гормон қабылдаған 4 ада
мның Крецфельдт
-
Яқоб
ауруынан өлуіне байланысты), сондықтан соматотропин қабылдаған
балаларды көп жылдар бойы бақылауға алуға тура келеді.

Ген инженериясының әдістері арқылы арнайы құрастырылған бактерия
клеткаларында түзілген өсу гормонының айқын артықш
ылықтары бар:
препараттар биохимиялық тұрғыдан таза, инфекциялық вирустар жоқ және
көп мөлшерде синтездеуге болады.

Швецияның «Каби витрум» фирмасы 1978 ж. «Генентек»
компаниясымен ген инженериясының әдісі арқылы соматотропинді синтездей
алатын бак
терия штамын алу үшін келісімге қол қойды. Сегіз айдан соң
«Генентек» фирмасының зерттеушілері


Дж. Геддель және т. б.
соматотропи
н
ді синтездей алатын Е. СоІі К 12 штамын алды. Алайда, алынған
синтетикалық гормонның N


ұшында метион
иннің

қ
осымша қалдығы
болды. 1980 ж. «Генентек» компаниясы
н
ың зерттеушілері қосымша
метионині бар синтети
к
алық гормонның биологиялық активтілігі табиғи
соматотропиннен кем түспейтін дәлелдерін
FD
А
-
га ұсынды.

1985 ж. соңынан бастап «Каби Витрум» компаниясы
өсу гормонын
сомтрем
деген аталумен Стренгнестегі өзінің зауыттарының ферментерлерінде
(әрқайсысының сыйымдылығы 1560 л) кең өңдірістік масштабта шығаруда.
Мұнда, 7 сағат ішінде 1 л бактериялық культурадан алынған гормонның
мелшері 60 өліктің гипофизінен а
лынғанға эквивалентті. Бұл гормонды қолдану
нәтижесінде адам бойының жылдық өсуі 8

18 см тең болды. Ал, 1987 ж. «Эли
Лилли» компаниясы рекомбинантты ДНҚ негізінде метионині жоқ яғни табиғи
гормоннан айнымайтын өсу гормонын өндірістік негізде шығаруды баста
ды.
Бұл, 191 амин қышқылынан тұратын синтетикалық гормон
хуматроп
деген
коммерциялық аталуымен белгілі.


63

Қазіргі кезде Жапония, Канада, Англия және Францияда рекомбинантты
соматотропинді бактериялық клетка арқылы өндірістік жағдайда өндіру кең
жолға қойылғ
ан.

Рекомбинантты ДНҚ әдістерін пайдаланып, организм. өсуінің басқа
факторларын (соматостатин, соматомедин т. б.) синтездеуге болады.
Соматостатин
генінің өнімін Е. СоІі клеткасына лак
-
оперонды қолданып,
бөлу мүмкіндігін біз жоғарыда талқылаған болатынбыз.

Адамда гипофиздің
аденомсында акромегалия ауруы (жақ және жіліктердің шеміршек ұштарының
сәйкессіз өсуі) дамиды. Аурудың себебі ретінде соматотропиннің мөлшерден
тыс синтезделуінен болады. Міне, осындай ауруды рДНҚ негізінде алынған
соматостатинмен емдеуд
ің пайдасы өте зор.

Мал шаруашылығындағы ген инженериясының маңызды жетістіктерінің
бірі болып ген
-
инженерлік соматотропинді зоотехнияда қолдану саналады. Бұл
күрделі полифункциялық белок мал шаруашылығында екі бағытта қолдану
алды: 1) малдың өсуін стимуля
циялау үшін (соматогендік активтілік); 2) сүт
бездерінің қызметін жақсарту үшін (лактогендік активтілік). Яғни
соматотропин препараты малдың өсуін жеделдету және сауын сиырдың
сүттілігін жоғарылату үшін қолданылады. Өсу гормонының соматогендік пен

лактоге
ндіктен басқа екі физиологиялық активтілігі бар: инсулиндік және
диабеттік. Қазіргі кезде соматотропиннің рекомбинантты ДНҚ
технологиясының мақсаты


өсу гормонының бар ғана активтілігінің
биотехнологиялық өнімін алу. Мысалы, гормонның N


ұшының алғашқы 1
50
амин қышқылдарынан айырылған соматотропиннің туындылары алынды. Бұл
туынды организмнің өсуін жеделдете алады, ал оның

инсулиндік және
диабеттік активтілігі байқалмайды. Гормонды соматогендік және лактогендік
бөліктерге бөлу тәжірибелері де ойдағыдай өтт
і.

Әр түрлі текті соматотропиндер өздерінің бірінші құрылымы бойынша
бір
-
біріне өте ұқсас, бірақ оларға түр ерекшелік тән. Басқаша айтқанда,
сиырдың гормондық активтілігін күшейту үшін оған тек ірі қара малдан
құрастырылған соматотропиннің рекомбинантты
ДНҚ
-
сының өнімін ғана
енгізу керек. Малдарға адам соматотропинін енгізу арқылы организмнің өсуіне
физиологиялық әсер еткенімен, оның активтілігі күткен нәтижені бермейді.

Физиологиялық активті жетілген соматотропиннің молекулалық массасы
-

22 кД және әр тү
рлі мал түрлерінде 190

195 амин қышқылдарынан құралған.
Гормон, алдымен гипофизде прогормон түрінде синтезделеді. Ерекше
протеазаның әсерінен прегормонның N


ұшынан 25 амин қышқылынан
құралған, сигналдық тізбек деп аталынатын оның гидрофобтық ұшы
ажырайды
.Қалған полипептидтік тізбек жетілген соматотропинге сәйкес келеді.

Мал түліктерінде соматотропин генінің клонын алу азғана өзгеріспен
адамның осындай генінің рДНҚ
-
сын алу үлгісіндей өтті (П. Баттери және т. б.,
1986). Соматотропин геніне экзон
-
интрондық ұ
йымдастырылу тән
болгандықтан және геннің бактерия клеткасындағы экспрессиясын алу үшін,
иРНҚ негізінде кДНҚ көшірмелері алынды. Геддель әдістемесі бойынша генді
Нае
III
рестрикциялық ферментімен үзіп, 531 н. ж. құралған ДНҚ тізбегін алды.
Бұл бөлік сигнал
дық тізбегі жоқ жетілген гормонды ғана коделейді. Алайда,

64

малдың басқа физиологиялық активті белоктарын жетілген полипептидтік
тізбек арқылы тікелей микробиологиялық синтездеу мүмкін болғанымен,
мұндай әдісті соматотропинді синтездеуде қолдану мүмкін емес,

өйткені
бактериялық тасығыш
-
белокты соматотропиннен айыру қиын (химерлі
белокты


бактериялық белокты, белок
-
соматотропиннен метионин бойынша
бромцианнан айыруға болмайды, өйткені соматотропиннің құрамында
метионин қалдықтары бар) гормонның түререкшелік
әсері бұзылуы мүмкін.
Сондықтан қтДНҚ
-
ға, оның бактериялық клеткадағы жұмысын қамтамасыз
ететін прокариоттық реттеуші элементтер жалғанады, бұл сонымен қатар
соматотропин молекулаларын еркін мономерлі түрде алуға мүмкіндік береді.



Соматтотропин молекулал
арын прегормон фирмасында алу да ыңғайлы.
Ол үшін жетілген гормон генінің ұшына реттеуші элементтермен қатар белгілі
тізбекті коделейтін синтетикалық тізбекті жалғайды. Синтетикалық тізбек
Геддель Әдістемесі бойынша 84 н.ж. құралған және химиялық жолмен
си
нтезделеді. Соматотропиннің немесе оның прегормон формасындағы генін Е.
СоІі клеткасына енгізіп, зоотехния үшін аса пайдалы препараттар алады.

Өсу гормонын өндірудің маңызы

Қазіргі кезде ген
-
инженерлік әдіс арқылы ірі қараның, қойдың, шошқаның және
тауықт
ың соматотропин гені алынды және оның Е. СоІі клеткасындағы клонын
алу және экспрессиясы іске асты. Мұқият жүргізілген зерттеулер ірі қараның
бактериялардан алынған соматотропині сауын сиыр сүттілігінің артуына ықпал
ететінін дәлелдеді. Малға тәулігіне 13,
5
-
тен 40
-
5 мг дейін соматотропинді
енгізгенде, сиырдан алынған сүт мөлшері препараттың мөлшері мен малдың
күтіміне байланысты 10
-
нан 50%
-
ке дейін көтерілді. Осы биотехнологиялық
өнімді ірі қара сүт шаруашылығында жаппай қолдану кейбір ғалымдардың

(Т.
Аткинсон жәше т. б., 1985; Д. Бауман, Мак Гутчеон, 1985) пікірі бойынша
сиыр сүттілігін орта есеппен 23


31%
-
ке көтереді.
П.
Баттери өз
қызметкерлерімен (1980) ұзақ уақыт бойы (188 күн) соматотропин қабылдаған
сиырлар сүтінің сапасы бақыл
ау тобынан ешқандай айырмашылығы жоқ
екендігін дәлелдеді. Бұдан соматотропин малдың басқа физиологиялық
белгілеріне зиянды әсер бермеді.

Кейінгі кезде соматотропинді малдың (ірі қараның,

қойдың және
шошқаның) еттілігін жақсарту үшін де қолд
ануда. Малдың түріне, күтіміне
және гормондық препараттың мөлшеріне байланысты тәжірибе тобының орта

есеппен тәулігіне қосқан салмағы 20

30%
-
ке артты, бұл

малды семірту
уақытының қысқаруына әкелді. Бұдан

басқа, өсу бірлігіне азық шығынының
азайғаны бай
қалды. Ең бастысы, малдың тірі салмағының артуы еттілік

сапасының нашарлауына әкелген жоқ: етте соматотропиннің артық мөлшері
болған жоқ. Гормонның 30

200

мг
-
ын организмнің 1 кг массасына тәулік
сайын енгізу

торайдың өсуін тездетті және еттің сапас
ын жақсартты.

Еттегі май мөлшері 55%
-
ке азайды. Соматотропинді қолдану арқасында
шошқалар 100 кг салмақты қосуы кәдімгі

азықтандырумен салыстырғанда 7

10 күнге кеміді.

Қазірге кезде «Монсанто» компаниясы организмге ұзақ уақыт әсер ететін
гормондық препа
раттарды алу жұмыстарын жүргізуде. Мұндай соматотропинді

65

өндірістік жағдайда қолдану өте ыңғайлы (әдетте, гормонды малға күн сайын
енгізу керек). Алайда, генетикалық инженерияға негізделген биотехнологиялық
өнімдер сауда объектісіне айналғандықтан мұндай ж
аңа коммерциялық
зерттеулердің технологиясын фирма әдетте құпияда ұстап, оның нәтижесін
баспадан шығармайды.

Жаңа зерттеулер соматотропинді организмнің өсуіне әсер ететін басқа
гормондармен қоса қолданылу мал өсуін тиімді жеделдететінін көрсетті.
Осындай

гормонның бірі соматомединнің рекомбинантты гені синтезделді.
Оны соматотропинмен бірге қолдану ірі қара мен шошқаның өсуін өте тиімді
жеделдетті (Т. Вагнер және т. б., 1986). АҚШ
-
тың «Биоген» фирмасы бұқаның
соматомедин
С
генінің клонын көбейтіп, он
ың өнімін бактериялық клеткадан
өндірді. Бұл фирманың зерттеушілері өздерінің ғылыми еңбектерін баспада
түгел жарияламаса да, олардың пікірі бойынша соматомединнің мал өсуін
жеделдеткіш препараты ретінде соматотропинмен салыстырғанда кейбір
артықшылықтар
ы бар.

Алдыңғы қатардағы биотехнологиялық фирмалар (мысалы, Дженерал
Диагностик Корп, АҚШ) рекомбинантты ДНҢ технологиясы арқылы мал өсуін
реттейтін белокты заттарды шығаруды бастады. Мысалы, протеаза
ингибиторлары белоктың ыдырау жылдамдығын бәсеңдетуі ар
қылы малдың ет
массасының көбеюіне себепші болады. Белоктық препарат



агонист май
қыртыстарын азайтып, ет ұлпасының түзілуін күшейтеді.


2
3
. Тақырып:
Ген инженерия әдістерінің медицинада қолданылуы

Негізгі сұрақтар:

Қан факторларын
алу

Ген инженерия әдістерінің иммуномодуляторлар алуда қолданылуы


Қан факторларын алу

Ген инженериясының әдістері медицина үшін қан факторлары
(VIII

және
IX
факторлары) мен иммуномодуляторларын (интерферон және интерлейкин) алу
үшін кеңінен қолданылады.
И
нтерферон
адам және жануар клеткаларында
инфекциялық вирустарға қарсы синтезделеді. Олардың антивирустық
активтілігі бар, сонымен қатар қатерлі ісіктердің (рак ауруының) көбеюін
тодтата алады. Интерферонның үш түрін ажыратады:
а

интерферон
лейкоциттерде ви
рустарға қарсы түзіледі;



интерферон


фибробластарға
вирустар әсер еткенде түзіледі және иммундық деп аталатын



интерферон,
Т


лимфоциттерде вирустық немесе бактериялық антигендерге және қатерлі
ісіктерге

қарсы синтезделеді.

Жыныспен тіркес гемофилия ауруы туралы айтылған болатын.
Гемофилияның типіне (А және В
),
байланысты оны емдеу үшін организмге
VIII
және
IX
қан факторларын көп мөлшерде енгізу керек. Осы уақытқа дейін
препараттарды донор қанынан

алғандықтан оның құны өте жоғары болды. Ген
инженериясының әдістерін қолдану бұл проблеманың шешімін жақындатты.
Сегізінші фактордың генін лямбда фаг арқылы барлық басқа гендер жинағына

66

ДНҚ арқылы бөледі. Мөлшері белгілі барлық басқа гендермен
салыс
тырғанда
VIII
фактордың гені бәрінен ұзын болып шықты: 186 000 н. ж.
Оның 26 зкзоны және 25 интроны бар. Осындай ұзындығына байланысты
гендер жинағында ешқандай фагта ген толық болмады, сондықтан оның әр
түрлі бөліктері бір молекулаға біріктірілді. Мұнда
й алып ген жануар
клеткасында ғана өз жұмысын іске асыра алады және тек сонда ғана
VIII
фактордың активті формасы синтезделуі мүмкін. Генді зертхана жағдайында
оңай өсіруге болатын атжалман клеткаларына енгізгенде
VIII
фактор
синтезделді. Сөйтіп, ген

инженериясы арқылы тағы да бір бағалы медидиналық
препарат алынды.Генинженерлік Е. СоІі көмегімен алынатын
IX
фактор
гемофилияның В
-
типін емдеу үшін кең қолданылуда.

Ген инженерия әдістерінің иммуномодуляторлар алуда қолданылуы

Зерттеу жұмысының басында и
нтерферон генін алу қиын болды, өйткені
белоктың құрылымы белгісіз болатын. Бұл синтетикалық генді және клонды
табу үшін кажет синтетикалық олигонуклеотидтік сүңгіні құрастыру
мүмкіндігін қиындатты. Осы себепке байланысты ген клонын алу үшін
интерферон иРН
Қ
-
сының кері транскрипция әдісі қолданылды.

Лейкоциттік

-

интерферонды алғаш рет 1980 ж. «Биоген» компаниясының
зерттеушілері Гилберт пен және фин ғалымы Кантелл генетикалық
құрастырылған ішек таяқшасы бактериясынан алды. Лейкоцитт
ік
интерферонның генін алу үшін Сендай вирусымен жұқтырылған лейкоцит
клеткаларынан иРНҚ фракцияларын бөледі. Ревертаза арқылы синтезделген
қтДНҚ ұшына олиго


dГ жалғайды, ал рестриктаза Рst
I
арқылы үзілген рBR
322 плазмидасының ұшына олиго


dЦ жалғайды
. Рst
I
бойынша ендірме
плазмиданың tet генін инактивациялайды. Сондықтан рДНҚ енген гибридті
клеткаларды алғашқы сұрыптау тетрациклинге төзімділік бойынша өтеді.
Лейкоциттік
а


интерферонның геномында интрон бөліктері жоқ және де
глюкозаланбаған (сахар қ
алдықтары жоқ) . Осыған байланысты



интерферонның рекомбинантты генінің экспрессиясын Е. СоІі клеткасында іске
асыру қиын емес. Ал, геннің өзін кері
-
транскрипция арқылы синтездеу өте
күрделі, өйткені интерферон иРНҚ
-
сының мөлшері т
іпті лейкоциттердің өзінде
жеткіліксіз. 1982 жылы М.Н. Колосов тобы адамның


интерферонының
синтетикалық генін синтездеп, оған бактериялық реттеуші элементтерін
(промоторды, Lас
-
оперонның операторын SD
-

тізбегін) жалғау арқылы ген
нің

Е. СоІі клеткасындағы экспрессиясын бақылады.

АҚШ, Жапония, ГФР, Швейцария, Ресей, Франция мен Англияда Е. СоІі
негізінде алынған ген
-
инженерлік интерферон барлық түрлерін өндірістік
деңгейде шығару үшін қазір оларды соңғы клиникалық тексеруден өткізуд
е.
Интерферон өндіру үшін ішек таяқшасынан басқа Меthyomnus, Smone,
Рreudomons т. б. грамтеріс бактериялар пайдаланылады. Фибробластық



интерферон геномында да интрондар жоқ, бірақ олар


интерферон с
ияқты
глюкозаланған белок болып саналады. Сондықтан





интерферондарды
Е. Cоі клеткасынан алудың азда болса кемшілігі бар. Алайда, бұл
кемшіліктерді ген инженериясының әдістерін пайдаланып, жоққа шығаруға

67

б
олады. Алдымен 1981 ж. Вашингтон университетінің генетиктері Аммерер
және Холл «Генентек» зерттеушілерімен бірігіп, лейкоциттік интерферонды
генетикалық құрастырылған ашытқы клеткаларында синтездеді. Бактериялық
клеткамен салыстырғанда ашытқы клеткасында
синтезделген интерферонның
мөлшері 10 есе көп болды. Бұдан кейін



және



интерферондарды
ашытқы клеткаларында синтездеу іске асты. АҚШ
-
тың «Цетус»
биотехнологиялық фирмасы рекомбинантты



интерферонды сүтқоректілер
клеткалар культурасында синтездеу жұмысын іске асыра алды. Мұнда
эукариоттық клеткада глюкозалау өткендіктен интерферонның синтезделуі
300

500 есе көбейді. Адамның



интерферонының гені 12

хромосомад
а
орналасқан және үш интрон мен төрт экзоннан құралған. Осыған қарамастан
1982 ж. жапон «Сантори» компаниясының зерттеушілері



интерферонның
рекомбинантты генінің клонын Е. СоІі клеткасында көбейте алды. «Генентек»
компаниясы



интерферонның синтезін бактериялық ашытқы және

маймыл
клеткаларында іске асырды: 1 л Е. СоІі культурасында



интерферонның
25000 бірлігі, ал 1 л ашытқы клеткасының культурасында

1 млн. бірлігі және
1 л маймыл к
леткасының культурасында иммундық интерферонның 100 000
бірлігі синтезделді. Иммундық интерферондарды ген
-
инженерлік әдіс арқылы
синтездеу қатерлі ісік пен лейкоз ауруына қарсы күрес жеңілденеді деген үміт
туды.

Биотехнологиялық жолмен (Е. СоІі клеткасында
) сәйкес геннің клонын
көбейту арқылы алынатын интерлейкиндер (ұзындығы 150 амин қышқылдар
шамасындағы қысқа полиептидтер) организмнің иммундық жүйесін қалпына
келтіру үшін аса қажет. Ген инженериясы негізінде алынған әр түрлі
рекомбинантты интерлейкиндерд
і рак дертіне қарсы қолдану кең қанат жаюда.


24.Тақырып
:

Вакциналарды өндіру

Негізгі сұрақтар:

Вакцина туралы түсінік

Синтетикалық вакциналар


Вакцина туралы түсінік

Ген инженериясы қолданылуының басқа саласы


жаңа, тиімді, қауіпсіз және
арзан вакциналар
ды алуға байланысты. Организм иммунитетін қалыптастыру
үшін қажет вакцина өлі (бірақ антигендік қасиеттерін сақтаған) немесе тірі
(вируленттік активтілігі жоқ вирус) болуы мүмкін. Тірі вакциналар тиімді
болып саналады, бірақ оны қолданудың қауіптілігі бар:

кері мутация
нәтижесінде активті формаға айналып кетуі мүмкін. Осыған орай вирустық
таза белок
-
антигенді генинженерлік жолмен Е. СоІі клеткаларынан алып,
организмге ендіру идеясы











туды. «Нуклеин қышқылынсыз вирус» көбейе алмайды, ал таза антиген
“мутацияланба
йды”.Францияның «Трансжен» компаниясының зерттеушілері
1982 ж. құтырық ауруына қарсы генинженерлік вакцинаны Е. СоІі клеткасыңда
синтездей алды. Құтырық вирусымен инфекцияланған клеткалардан бөлінген

68

иРНҚ негізінде вирус белогын коделейтін рекомбинантты ДН
Қ молекуласы
құрастырылды. Оларды бактерия клеткасына енгізгеннен кейін, молекулалық
массасы 58 000 дальтон

иммуногендік активтілігі бар вирустық белок түзілді.
Құтырық ауруы зооноз (адамға малдан жұғатын ауру) болып саналады. Бұл
аурудың жабайы және үй х
айуанаттарында кездесуі жиі байқалып жүр. Оған
қарсы вакцина егудің кедергілері вирусты эукариоттар клеткасында көбейту
күрделілігіне және оны клеткадан бөлу, инактивациялау және вакцинді тазалау
қиындықтарына байланысты. Сондықтан арзан генинженерлік вакц
инаны
иммуногендік қасиеті бар вирустық белок негізінде алудың медицина және
ветеринария үшін маңызы зор.

Вирустың бірнеше белоктық қабықтан құралғанын біз білеміз, бірақ
солардың ішінен бірлі
-
жарымының ғана антигендік активтілігі байқалады.
Сондықтан имму
ндеу үшін вирустың толық белогының қажеті жоқ, антигендік
активтілігі бар жеке белоктар әбден жеткілікті. Мұндай вакциналарды
суббөлікті деп атайды. Мысалы, құтырық вирусының қабығын бес түрлі белок
құрайды: нуклеокапсид, М
1

және М
2

матрицалық белоктар, гл
икопротеин G.
Ал, вирустық антигендік активтілігін гликопротеин G ғана қамтамасыз ете
алады.

Қазіргі кезде ген инженерлік суббөлікті вакциналар аусыл және гепатит
вирустары үшін алынды.Аусылдың ірі қара, қой және шошқа шаруашылығы
үшін зиянды әсері көп. Бұ
л дерттен көп мал өлмесе де, ол малдың тез жүдеуіне
және өнімділігінің күрт төмендеуіне әкеледі. Аусылмен күресу үшін инфекция
ошағын


дертке ұшыраған малды сойысқа салу арқылы жою керек. Бұдан
басқа малдың сүті _ мен етін өткізуге тыйым салынады, нәтижес
інде мал
шаруашылығы үлкен шығынға ұшырайды. Аусылды жою үшін жыл сайын
дертке ұшыраған малдарға вирусты инактивациялау арқылы алынған
вакцинаның 1 млрд. мөлшерін егуде, бірақ осыған қарамастан ауру әлі де болса
кең таралуда. Осындай жолмен алынған вакцина
лардың бірнеше кемшіліктері
бар: вирустың кейбір штамдарын жаңа туылған атжалманның бүйрек
клеткаларында немесе бұзау тілінің эпителий

клеткаларында жеткілікті
мөлшерде өсіру мүмкін болмады; бұдан басқа, вирустық бөліктер өте тұрақсыз,
әсіресе рН<7 б
олса, вакцинаның активтілігін сақтау үшін оны төмен
температурада ұстау керек. Вирустың алуан түрлі (60
-
тан астам) болуы
поливалентті вакциналар синтездеу қажеттілігін көрсетеді. Осы аталған
жайттарға сәйкес мал аусылымен тиімді күресу үшін ғалымдардың алд
ында ген
инженерлік вакцина синтездеу проблемасы пайда болды.


Аусыл вирусының өзекшесі жалғыз тізбекті РНҚ
-
дан құралған, оның
қабығы төрт түрлі белоктардан түзілген: VP
1
, VР
2
,

3

және VР
4
. Олардың
ішінен, иммуногендік активтілік тек VР
1

белогында ғана байқалатыны мәлім
болды (Уайлд және т. б., 1969; Лапорт, 1973).

Алмания зерттеушілері (Г. Купер және т. б., 19
81) вирустық РНҚ
-
ның
қтДНҚ копиясы клонын Е. СоІі бактериясының рВR 322 плазмидасы арқылы
көбейте алды. Мұнда плазмидаға VP
1
белогын коделейтін нуклеотидтер
енгізілді, нәтижесінде бактериялық клетка VP
1
белогының 1000
-
нан астам
молекуласын синтездей алды.
1984 жылдан бастап АҚШ ауыл шаруашылық

69

министрлігі «Генентек» компаниясымен бірігіп, бактериялық клеткада жоғары
мөлшерде синтезделетін жаңа рекомбинантты вакцинаны мал дәрігерлері үшін
шығара бастады.

Рекомбинантты ДНҚ технологиясы бактериялардың патогенд
і штамына
қарсы биотехнологиялық вакциналарды қолдануға мүмкіндік береді.
Голландияның «Интервет интернэшнл» мал дәрігерлік фармацевтік
компаниясы 1982 ж. шошқа мен ірі қараның инфекциялық диареясына қарсы
қолданылатын вакциналарды сатылымға қойды. Ауру Е.

СоІі бактериясының
патогенді штамм арқылы дамиды және мал ішінің өтуі бактериялық К 88
-
(шошқада) және К 99 (сиырда) антигендеріне байланысты. Осы антигендерді
коделейтін геннің клонын «Интервет» зерттеушілері синтездей алды Е. СоІі
клеткаларынан алынған
рекомбинантты вакцинаны шошқа мен сиырларға
енгізгенде антизаттар түзілді.

Синтетикалық вакциналар

Жылқының ринит, тауықтың кокцидиоз, ірі қараның оба т. б. ауруларына қарсы
рекомбинантты вакциналарды ген инженериясы негізінде бактериялық
клеткадан алуға

б
олады (Дж. Тимоней, 1987; П. Петер және т. б., 1987; Т. Илма,
1990). Рекомбинантты ДНҚ технологиясы арқылы
синтетикалық вакциналар
алудың маңызы өте зор. Мұндай вакциналар бөтен антигендері болуына
байланысты зиянды әсері бар бактериялық және вирустық ва
кциналардың
орнына тиімді қолданыла бастады. Ірі қараның

аусыл,
жануарлардың


коклюш т.б. ауруларына

қарсы синтетикалық полипептидтерді ген
инженериясы әдісімен алуға болады.

Адамзат үшін өте қатерлі аурулардың бірі


ҚИЖС (орыс. СПИД
-
қабылданған

иммуножетімсіз синдромы). Бұл аурудың қоздырушысы болып
HIV
-
3 ретровирусы саналады, олар иммундық жүйенің басты элементі

Т
-
лимфоциттерді зақымдап, организмге енген антигендерге қарсы түзілетін
антизаттар синтезделуін жеткіліксіз етеді. Қазіргі кезде бірн
еше дамыған
елдерде осы ауруға қарсы табиғи және синтетикалық генинженерлік
вакциналарды синтездеу тәжірибелік жолға қойылуда. Мұндай жұмыстардың
негізі HIV
-
3 вирусы сыртқы қабығының құрамына енетін белок


гликопротеид (r 102) бөлігінің рекомбинантты ге
нін құрастыру арқылы іске
асады. «МинроГенИнс» фирмасы ҚИЖС вирусы r 120 блогының азғана
бөлігінің синтетикалық көшірмесін рекомбинантты ДНҚ арқылы алды.
Алынған жасанды полипептидті адамға енгізгенде, олар HIV
-
3 вирусына қарсы
антизаттар синтездей алды.

Ген инженериясының әдістері медициналық және мал дәрігерлік
диагностикада жаңа мүмкіндіктер береді. Мысалы, вирусттық немесе
бактериялық ДНҚ немесе РҢҚ
-
сын тым аз мөлшерде бөліп алып, олардың
құрамын анықтауға болады. Осындай жолмен алынған мәліметтер ауру

қоздырушыларын анықтауға мүмкіндік береді.

Жоғарыда келтірілген мәліметтерден ген инженериясы негізіндегі
биотехнологияның үлкен жетістіктерге жеткенін байқауға болады. Болашақта
Бұл әдістің шексіз мүмкіндіктерін тиімді пайдаланып, соның ішінде тұқым
қуал
айтын аурулар генотерапиясын іске асыру қажет. Мысалы, адамда бүгінгі

70

күні 2000
-
дай тұқым қуалайтын

ауру белгілі, олардың әрқайсысы қайсыбір
ферменттің немесе белок факторының жетіспеуінен дамиды. Осындай
белоктық заттардың рекомбинанты генінің жұмысын бү
кіл организмде іске
асыру ген инженериясы негізіндегі, биотехиологияның болашақтағы мақсаты
болып саналады.




2
5. Тақырып
:
Клетка мен эмбриоинженерия

Негізгі сұрақтар
:

Эмбриоинженерия және эмбриондарды трансплантациялау

Эмбриондарды реконструкциялау



Эмб
риоинженерия және эмбриондарды трансплантациялау

Биология ғылымдарының жаңа жетістіктері арасынан мал
эмбриоииженериясының биотехнологиялық әдіс ретінде қолданылуы және
болашақтағы мүмкіндігі бүкіл әлем ғалымдарын аса қызықтырады.
Эмбриоинженерия


организ
мнің жатырдағы дамуының ерте кезеңіне әсер ету
арқылы эмбриоидарды генетикалық құрастыру. Мұндай, алдын ала көзделген
генетикалық жоспарға сәйкес малды алу мал шаруашылығында кең қолданбаса
да, оның болашағы орасан зор, тіпті кейбір бағыттары, мысалы, мал
эмбриондарын трансплантациялау немесе клонын
көбейту ңазіргі кездің өзінде
коммерциялық негізге қойыл
ған. Эмбриоинженерия әдістерінің кез келгені
биотехнолог
иялық бағытқа ие бола алады, ал олардың негізін эмбри
ондар,
трансплантациясы құрайды.
Трансплантаци
я
(көшіру, тасымалдау) деп
генетикалық тұрғыдан жоғары ба
ғалы аналық малдың (донордың) бірнеше
эмбриондарын
басқа аналық малдардың (реципиеттердің) жыныс жолына
тасымалдауды түсінеді.


Алғаш рет эмбриондарды трансплантациялау туралы хабар 1890 жылы
Хип қоя
ндарға ұрықтанған аналық жыныс клетканы тасымалдап, көжектер
алғаннан кейін алынды. Алайда, бұдан кейінгі көп жылдар бойында
эмбриондарды тасымалдау идеясын мал тұқымын жақсарту мақсатына
қолдануға оншалықты мән берілмеді. Сондықтан біздің ғасырымыздың
жет
пісінші жылдарына дейін эмбриондарды трансплантацнялау әдісі тек
зерттеу мақсатына ғана қолданылды. Жетпісінші жылдардың бас кезеңінен
бастап мал эмбриондарын трансплантациялау проблемасы ғалымдар мен мал
шаруашылық мамандарын қызықтыра бастады. Қазіргі ке
зде ғылыми дамыған
елдерде мал эмбриондарын траисплантациялау арқылы жыл сайын жүздеген
мың бұзау, бірнеше мың қозы алынуда. ТМД елдеріңде эмбриондарды
трансплантациялау бойынша 20
-
дан астам орталықтар құрылды. Біздің
республикамыздың ғалымдарының бұл пр
облеманы шешу үшін қосқан үлесі
үлкен. Қазақ республикасы ғылым Акаде
миясының эксперименттік биология
институты қой зиго
таларын трансплантациялау жұмысын 20 жылдай уақыт

бойында жүргізіп келеді.

Эмбрион
дарды тасымалдаудың негізгі мақсаты болып
генетикалық
құндылығы өте жоғары ұрғашы малдаң жылына барынша көп ұрпақтар алу

71

арқылы мал тұқымын асылдандыру жұмысының тиімділігін арттыру болып
са
налады. Әдетте, біз, мысалы, бір сиырдан 3
-
6 бұзау ғана
алатын болсақ, онда
эмбриогенетикада биотехнология көмегімен алы
натын ұрпақтың санын ондаған
және жүзде
ген есе көбейтуге болдды. Теориялық есеп бойынша ге
нетикалық
тұрғыдан бағалы жалғыз донор сиырдан 500
-
ден астам бұзау алуға болады.
Эмбриондарды трансплан
тациялау бұдан басқа мынадай мақсаттарды шешу
үшін
қолданылады:




ерте эмбриондарды бөлу арқылы бір
-
бірінен ешқаңдай айнымайтын
малдар (монозиготалы) алу;



генетикалық тұрғыдан бағалы мутантты малдарды сақтап, олардың
санын көбейту;



шағын популяцияны және жойылуға жақын тұқы
мның генофондын
сақтау;



генотипі бой
ынша генетикалық бағалы, бірақ табиғи жағдайда тұқым
бере алмайтын малдан ұрпақтар
алу;



генетикалық кемі
с
тіктерді тарататын малды табу;



климаты басқа


шет
е
лден

әкелінген малды жерсіндіру;



эмбрионның кариотипін зерттеу арқылы жыныс проблемасын реттеу;



эмбр
иондарды түрл
е
р арас
ы
нда тасымалдау;



химерлі (аллофенді) және трансгенді малдар алу үшін.

Эмбрион
дарды тасымалдау биотехнологиясы мынадай кезеңдерден тұрады:
донорларды таңдау; донорлардың
суперовуляциясын іске асыру; донорларды
ұрықтау; донорлардан эмбрио
ндарды шығару және оларды бағалау;
эмбриондарды арнайы ортада өсіру және сақтау; эмбриондарды реципиенттерге
көшіріп отырғызу (тасымалдау).
Негізгі кезеңд
е
рдің жалпы принциптерін
қарастырайық. Әрине, донордың мақсат
қ
а сәйкес әр түрлі генетикалық
ерек
ш
елігі

(өнімділігі жоғары, ауруларға төзімді т. б.) болуы керек. Мысалы,
сүтті ірі қара шаруаш
ы
лығында
донор


сиырлард
ы
таңдауда, оларды
болаша
қ
тағы асыл
тұқымды, жақсартушы бұ
қ
алардың ше
ш
есі ретінде қарайды.
Донордың нәсіддік қасиеті өзінің жоғары өнімділігі
н
е

ғана емес, сонымен қатар
оның туыстарының осындай қасиетпе
н

сипатталуына да байланысты.
Трансплантадия тәжірибесінд
е

донор


сиырларды

таңдау екі сатыдан тұрады.
Біріншісінде, донордың қасиеті оның өзіні
ң

басты белгілері


сүттілігі және
сүтінің майлылығы

бойынша бағаланды. Бағалаудың келесі кезеңінде желіннің
және емшектің пішіні
,
сүт беру қасиеті, төзімділігі, сүйек және тұяғының
беріктілігі
ж
әне көбею функциясы бойынша бағаланады.
Әрине, егер донордың
ұрпақтары болса, онда олардың сапасы бойынша оны б
ағалау түпкілікті болып
саналады. Осы талаптарға сәйкес донорларды негізінен асыл тұқымды мал
өсіретін шаруашылықтардан таңдайды.

Донор таңдап болғаннан кейін олардан көптеген овуляция немесе
суперовуляция алу қажет. Бағалы донордың жыныс мүшесінде бірнеше

ооциттер жетілуі үшін оларға әр түрлі гормон препараттарын қолданады. Ол
үшін донор малдың қанына гонадотроптық гормондарды енгізеді. Қазіргі кезде
олардың ішінен буаз биенің сарысуын (ББС) енгізу кең қолдана бастады.
Алайда, кез келген донор мұндай гормо
ндарға өздерінің ерекшелігіне сәйкес әр

72

қилы жауап береді, сондықтан енгізілетін гормонның белгілі мөлшеріне тиімді
полиовуляциялық қасиеті бар донорларды таңдаудың үлкен маңызы бар.
Кейінгі кезде ФСГ (фолликулин стимулдейтін гормон) гонадотропинін
проста
нгландин гормондарымен бірге қолданудың тиімді екенін ғалымдар
дәлелдеді. Осындай әсер ету нәтижесінде донордың жыныс жолынан 10

20
жетілген аналық жыныс клеткаларды алуға болады.

Зиготаларды трансплантациялау әдісінің тиімділігі оларды донор жыныс
жолына
н шығару тәсіліне көп байланысты Эмбриондарды үш тәсіл арқылы
шығаруға болады: донорды сойысқа жығу, хирургиялық және арнайы
ертінділер көмегімен жуу (хирургиялық емес). Қазіргі уақытта негізінен соңғы
екі тәсіл қолдану алды. Көпшілік жағдайда эмбрионды до
нордан шығарудың
нақты тәсілінің қолданылуы мал түріне байланысты болып келеді. Ірі қара мен
жылқыда негізінен хирургиялық емес тәсіл, ал қой мен шошқада арнайы
операция өткізу арқылы эмбриондарды аналық жыныс жолынан жуып
шығарады. Кейінгі кезде қой эмбри
ондарын хирургиялық емес тәсіл арқылы
бөлуге болатын мүмкіндіктер пайда болды. Жалпы бұл тәсілдің артықшылығы
донор малды бірнеше рет қолдану мүмкіндігін туғызуынан тұрады.

Имплантациялық даму сатысындағы ерте эмбриондарды бөліп алғаннан
рецениент


аналық
тардың жатырына тасымалдауға дейін 1
-
5 сағат уақыт
кетеді.Осы

аралықта зиготаның биологиялық сапасы сақталуын қамтамасыз
ететін жағдай жасау керек. Эмбриондарды шығарғаннан кейін, олардың
тіршілік қабілеттілігін бағалап, температурасы 37°С қоректік ортаға
ауыстырады. Эмбриондар өсетін және сақталатын ортада тұз ертінділері,
витаминдер, амин қышқылдары, ортаның рН мөлшерін 7,2


7,6 аралығында
қамтамасыз ететін биокарбонат иондары, антибиотиктер болады. Қазіргі
уақытта эмбриондарды in vitro жағдайында қысқа
мерзімде өсіру үшін бірнеше
қоректік орталар дайындалды, эмбриондарды өсіру үшін Дюльбекко, Бринстер
тұз ертінділері, ТС

199,
Хэм
Ғ


10 қоректік орталары жиі қолданылады.
Мұндай орталарға әр түрлі биологиялық және синтетикалық заттар
(антибиотиктор, қан с
арысуы т. б.) қосады. Эмбриондарды қоректік ортада
өсіру және сақтау арқылы, оларды ұзақ қашықтыққа (басқа шаруашылыққа)
тасымалдауға болады.

Эмбриондарды реконструкциялау

Мал эмбриондарын басқа сүтқоректі аналықтардың жыныс түтігіне тасымалдау
арқылы сақт
ауға болады. Бұл мақсатпен үй қояндарын пайдалану өте ыңғайлы.
Ұрғашы қоянның жыныс түтігіндегі сиыр эмбриондары реципиенттерге
тасымалдауға жарамды сатыға дейін яғни морула және бластоцистаға шейін өсе
алатынын ғалымдар дәлелдеді. Р. Лаусон және т. б. (19
72) ұргашы қоян жыныс
түтігінде 3


4 тәулік бойында сақталған ірі қара эмбриондарын реципиент
-
сиырларға тасымалдағанда, транспланттардың шығуы 73% тең екендігін
көрсетті. Әрі, қоян организмінде яғни іn vitro

жағдайында сақталатын
эмбриондарды тым ұзақ қаш
ықтыққа (мысалы, шетелге) жеткізу қиынға
соқпайды.

Трансплантация үшін мал эмбриондарының биологиялық жарамдылығын
бағалау бірнеше әдістер арқылы жүргізіледі. Олардың ішінен тәжірибеде

73

морфологиялық әдіс кең қолдану алды. Бұл әдісте эмбрионның пішінін, оны
ң
құрылысы мен тіршілік қабілеттілігін 160
-
есе үлкейтетін микроскоп арқылы
анықтайды. Эмбрион орналасқан шыныны мұқият тербетіп, оның әр жақтарын
қадағалай отырып, зиготалардың формасын, олардың пеллюцид аймағының
жағдайын, бластомераларының сандарын, бөлш
ектенуінің бірқалыптылығын,
эмбриобласт және трофобластардың байқалуын бағалайды.

Біздің елімізде эмбрионның сапасын бағалауда мынадай белгілерді
есептейтін 5
-
балды шкала қабылданды: эмбрионның даму сатысының жасына
сәйкес келуі; мөлдір қабық пішінінің қал
ыпты біртұтастығы; бластомералардың
бірқалыптылығы және цитоплазманың жағдайы; периветеллин саңылауының
мөлдірлігі. Зерттеулер соңғы морула немесе бластоциста сатысындағы
эмбриоидарды реципиенттерге тасымалдауға жарамды еткендігін дәлелдеді.

Трансплантация

үшін жарамды эмбрион саны донордың сапасына тікелей
байланысты. Бірнеше рет ұрықтанудан өткен аналық мал донор ретінде
жарамды бола алмайды. Цитогенетикалық зерттеулер, мұндай донордан
алынған эмбриондардың кариотипі әр түрлі ауытқумен сипатталатынын
көрс
етті. Мысалы, ондай сиырлардан алынған эмбриондарда хромосомалық
кемістік

1/29 робертсон транслокациясы жиі кездеседі (И. Густафссон, 1985).

Реципиент ретінде сұрыпталған малдарға қойылатын негізгі талап


оларда гинекологиялық ауытқу болмауы керек. Ал, ол
ардың өнімділік, нәсілдік
және тұқымдық

сапаларына үлкен мән берілмейді. Эмбрионның реципиент
жатырында қалыпты дамуы үшін донор мен реципиенттердің жыныс циклінің
синхронды (қатарласып, бір мезгілде) өтуі аса қажетті басты себеп больш
саналады. Олардың

арасындағы жыныстық цикл 24 сағаттан аспауы керек, ал
айырмашылық 12 сағаттан кем болса, онда жақсы нәтижені күтуге болады.
Табиғи жағдайда мұны іске асырудың белгілі қиындықтары бар, сондықтан
жыныс циклін синхронды ету үшін простагландин гормондарын қол
данады.
Реципиенттің эмбрионды қабылдауға жарамдылығын олардың қанындағы
прогестерон мөлшерін есептеп, анықтайды.

Біздің еліміздегі трансплантация техникасының қазіргі деңгейі
эмбриондарды донордан шығара салып, бағалаудан кейін бірден реципиентерге
тас
ымалдауды керек етеді.

Қазіргі кезде эмбриондарды реципиенттерге тасымалдау хирургиялық
және хирургиялық емес әдістер арқылы іске асады. Кейінгі уақытта соңғы әдіс
жиі қолдану алды. Бұл арада мал түріне байланысты әр реципиенттің жатырына
екі және одан көп

эмбрионды отырғызудың үлкен биотехнологиялық мәні бар
екендігін атап өту керек.

Мал эмбриондарын трансплантациялау тиімділігіне зиготаларды сақтау
жағдайлары көп әсер етеді. Эмбрионды сақтаудың ең тиімді және келешегі бар
әдіс


оларды сұйық азотта

196°С
температурада терең мұздату (кри
-
оконсервация). Эмбриондарын осындай төмен температура жағдайында
сақтаудың бірқатар артықшылықтары бар: донор және реципиент малдардың
көп санын ұстау қажеттілігі жоқ, генетикалық бағалы малдың эмбрио
-
жинағын
құрастыруға, ө
те сирек кездесетін және жоғалып кетуге жақын тұқым
генофондысын сақтауға және зиготаларды кез келген шетелге тасымалдауға

74

болады. Бұдан басқа эмбриондар жинағын құрастыру донор мен
реципиенттердің жыныстық циклін синхронды ету қажеттілігін жоққа
шығарады.

Сонымен криоконсервация әдісі эмбриондар трансплантациясының
мүмкіндігін едәуір деңгейде ұлғайтып, селекциялық бағдарламаның сенімді
биотехнологиялық негізін салады.

Сонымен, эмбриондарды трансплантациялау әдісінің мал
шаруашылығының тәжірибесінде кең кө
лемде енуі генетикалық бағалы ұрғашы
малдың селекция жұмысын жақсартуда тигізетін әсері мол.

Эмбриондарды реципиент
-
аналық малдарға тасымалдамас бұрын,
олардың жынысын цитогенетикалық әдісті пайдаланып, анықтау
мүмкінділігінің биотехнологиялық мәні бүгінг
і күні өзекті
-
мәселелердің бірі
болып саналады, өйткені оны шешу арқылы мал жынысын белгілі деңгейде
реттеугеболады.



Эмбриондардың жынысын анықтайтын екі әдіс белгілі: жыныс
хроматинді (Бар түйіршігін) және жыныс хромосомаларды талдау. Екі әдіс те
трофобластарды зерттеуге негізделген.

2.
Қазіргі
кезде екінші әдіс


трофобластардың жыныс хромосомасын
талдаудың тәжірибелік маңызы бар. Бұл әдістің мәні метафаза сатысындағы
клетканың жыныс хромосомаларының морфологиясын анықтаудан тұрады.
Әдіс мынадай кезеңдерден тұрады: трофобласт клеткасын алу (микр
обиопсия
арқылы); клетканы in vitro жағдайында өсіру; хромосома үлгісін дайындау;
үлгіде метафазалық клеткаларды микроскоптан талдау. Цитогенетикалық
зерттеулер микробиопсияның 9

15 тәуліктік эмбрионда тиімді өтетінін
дәлелдеді. (У. Хар және т. б., 1976).
Трофобласт клеткаларын алу
микрохирургиялық операция арқылы өтеді және бұл эмбрионның тіршілін
қабілеттілігіне және одан дамыған төлдің сапасына ешқандай зиянды әсері
болмайтыны дәлелденді (С. Мустафа, Ж. Хан, 1978). Микробиопсия арқылы
алынған клеткаларды

қоректік 199 ортасында өсіреді. Ортада есетін
клеткалардың митоздық бөлінуін метафаза сатысында тоқтату үшін ортаға
химиялық алкалоид


колихицин қосады. Бұдан кейін метафаза жазықтығында
хромосомалардың жеке жайылуы үшін клетканы натрий немесе калий
цитр
атымен гипотонизациялайды, ал хромосомаларды препаратта жақсы бекіту
үшін оларды арнайы фиксациялық сұйықтықпен
(
метил спиртінің 3 бөлігі мен
сірке қышқылының 1 бөлігінен құралған) өңдейді. Осындай жолмен алынған
хромосома препараттарын гимза немесе басқа
бояғыштармен бояп,
микроскоптық талдауға дайын эмбрионның метафазалық клеткаларын алады.

Цитогенетикалық әдістің артықшылығы


эмбрионның жынысын ерте
анықтаумен қатар, олардың кариотипін жалпы бағалауға мүмкіндік бар.
Сонымен қатар, микробиопсиялық клетка
ның өте аз мөлшері эмбрионның
жынысын 60
-
70% дәлдікпен ғана сенімді анықтауға болады. Осыған
байланысты бұл әдіс әлі де болса кең қолданылмай келеді.

Кейінгі кезде эмбриондардың жынысын иммунологиялық әдіс арқылы
анықтаудың келешегі бар екендігі аталып жүр
. Бұл әдіс еркек жынысқа
дамитын эмбрионның НҮ

антигендерін (гені Ү хромосомада орналасқан)
табуға негізделген. Оны іздеу үшін иммунобиотехнология көмегімен алынған

75

моноклонды НҮ


антизаттар қолданылады. Моноклонды антизат 0
-
12

тәуліктік ірі қара эмбрионы
ның НҮ


антигендерін таба алады. Мұндай
эмбрион тек еркек бұзауларда ғана дамиды деп есептелінеді. Б
.
Браумерер және
т. б. (1983) моноклонды НҮ


антизатты қолдану арқылы 6
-
7 тәуліктік
зиготалардың 85%
-
тен астамының жынысын анықтай алды.

Францияның ауыл ш
аруашылық Ұлттық Ғылыми
-
зерттеу институтының
зерттеушілері 1986 ж. 6
-
тәуліктік ірі қара эмбрионы жынысын анықтаудың
жетілген әдісін ұсынды. Арнайы құрастырылған ДНҚ


сүңгі арқылы
эмбрионның Ү
-
хромосомасын оңай табуға болады және биопсия үшін шамамен
небәр
і 10 клетка ғана жеткілікті болады. Бұл клеткалар іn vitro жағдайында
қоректік ортада өсіп, жеткілікті мөлшерге дейін көбейді. Осы клеткаларды
ДНҚ
-
сүңгімен талдап, эмбрионның жынысын реципиент сиырларға
тасымалдағанға дейін анықтау мүмкін болды.


26.
Тақыры
ып
:

Эмбриондарды реконструкциялаудың биотехнологиялық
маңызы

Негізгі сұрақтар:

Эмбриондарды реконструкциялаудың биотехнологиясы

Генетикалық химера алу



Эмбриондарды реконструкциялаудың

биотехнологиясы.

Мал эмбрионын трансплантациялау терең зерттеуді керек

ететін бірқатар
биотехнологиялық проблемаларды туғызды. Бұл пробломалар алынған
эмбрионның генотипі мен фенотипін қайтадаи құрастыру (реконструкциялау)
арқылы биотехлологиялық процесті меңгеру мүмкіндігін зерттеуді алға қойды.
Бұған монозиготалы егіздер
, химерлі (немесе аллофенді) және трансгенді
малдар алу жатады.

Мал эмбрионы клонын көбйту мүмкіндігі ғалымдарды бұрыннан
қызықтырып келеді. Ағылшын эмбриологы Дж. Гердонның ядроларды
тасымалдау әдісін (алдыңғы тарауды қара) ойлап шығарғаннан бастап, ма
л
эмбрион клонын алу проблемасы жаңа деңгейге көтерілді. Эмбрион клонын алу
эукариоттық клетканың тотипотенттілік қасиетіне тікелей байланысты. Мал
шаруашылығында эмбрион клондарын алу мүмкіндігін Ф. Сиделдің қоянға
жүргізген классикалық тәжірибелері к
өрсетті: жалғыз бластомерді екіге бөлу
арқылы екі қоян алынды. Көптеген зерттеулер 2
-
8 клеткалық эмбрион
бластомераларын бөлу арқылы дамуы қалыпты мал төлдерін алуға болатынын
дәлелдеді (Н. Мур және т. б., 1968; С. Уиладсен және т. б., 1981;
X.
Нагасима
жә
не т. б., 1987; Т. Мак Эвой

және т. б., 1987 т. б.).

Мал шаруашылығында 1979 ж. С. Уиладсен әлемде алғаш рет
монозиготалы қозыларды алды. Суперовуляциядан өткен қойлардан 2
клеткалық эмбриондарды екі бөлікке бөлді, 16 монозиготалы бластомераларды
алды. Ола
рды 16 реципиент қойларға тасымалдау нәтижесінде бірінен
-
бірі
айнымайтын бес жұп егіз және бес жалғыз қозылар алынды. Екі жылдан кейін
С. Уиладсен және С. Полж алғаш рет бұзаулардың эмбриондық клонын алды:

76

8
-
бластомер сатысындағы эмбриондарды бөлу нәтиже
сі
нде

бір үш
монозиготалы және екіден
монозиготалы қос
бұзаулар алынды. Кейін
жүргізіліген зерттеулерде монозиготалы құлын және лақтар алынды.

Сонымен мал эмбрионын екіге және одан көп бөліктерге бөліп, бірнеше
монозиготалы егіздер алуға болады. Мұндай егі
здердің үлкен артықшылығы


олар бір
-
бірінен генотипі бойынша ешқандай айырмашылығы жоқ. Бұл әдістің
биотехнологиялық маңызы өте зор, тіпті, қазірдің өзінде АБШ, Канада және
Жапон елдерінде монозиготалы егіздер алу коммерциялық сипатқа ие болды.

Генетикалы
қ химера алу

Болашақта биотехнология үшін генетикалық химераларды алудың маңызы өте
зор. Генетикалық химера деп бернеше әр түрлі эмбриондарды біріктіру арқылы
пайда болған организмдерді түсінеді. Барлық ата
-
аналық формалардың
клеткалары бар генетикалық хи
мералар аллофенді деп те аталады. Біз оны
аллофенді тышқанды алу тәжірибесінде организм деңгейіндегі генетикалық
инженерияның әдісі ретінде қарастырдық.
Енді осындай малды мал
шаруашылығында құрастыру мүмкіндігін қараймыз.

Химерлі малдарды алу үлгісі зертх
аналық жануар
-
аллофенді тышқан алу
үлгісіне сәйкес өтеді. Оларды алудың екі әдісі белгілі: екі және одан көп
бластоцист немесе морулаларды бір эмбрионға біріктіру (агрегациялық) және
бір эмбрионның бластоцист ішіне басқа эмбрионның бластомераларын ендіру
(иньекциялық) арқылы. Бірінші әдісті А. Тарковский (1961) және В. Минц
(1962), ал екінші әдісті Р. Гарднер (1968) ұсынды.

Е. Такер және т. б. 1974 жылы төрт ата
-
аналық формалардан пайда болған
эмбриондарды біріктіру арқылы

химерлі қой алғанын баспада жария
лады, 10
жыл өткен соң қой (2n
-
54) мен ешкінің (2n
-
60) клеткаларынан құралған
генетикалық химералар алынды (С. Фехили және т. б., 1984). Қазіргі кезде әр
түрлі сиыр тұқымдары эмбриондарын біріктіру арқылы химерлі бұзаулар (Г.
Брем және т. б., 1985), ірі қа
ра (Воs.turus) мен зебу (Воs. іndісus)
эмбриондарын біріктіріп, түраралық генетикалық химералар да алынды.

Мал шаруашылығында әзірше генетикалық химералар қолдану алған
жоқ. Алайда, бірқатар ауруларға төзімді немесе сүтті және етті үйлескен
генетикалық хи
мерлі малдар алудың зоотехникалық және мал дәрігерлік
маңызы бар.

Мал эмбриондарын реконструкциялау әдістері ішінен биотехнология
үшін ең перспективалы әдісі


трансгенді малдар құрастыру.



2
7. Т
ақыры
п
:

Трансгенді жануарлар алу

Негізгі сұрақтар
:

Тран
сгенді жануарларды алу әдістері

Трансгеноз


Трансгенді жануарларды алу әдістері


77


Геномында бөтен ген (немесө гендер) бар жануарлар
трансгенді
(немесе
трансформацияланған)
деп аталады. Трансгенді жануарлар алу трансгеноз әдісі
арқылы іске асады.
Трансгеноз

деп генді бір биологиялық жүйеден басқа
жүйеге жаңа белгілері бар организмнің жаңа формасын алу үшін жасанды
жолмен тасымалдауды түсінеді. Трансгенді жануарлар әр түрлі биологиялық
активті биотехнологиялық заттарды синтездеу және бағалы белгілері
(тұқымды
лығы және өсу қарқындылығы жоғары, вирустық ауруларға төзімді т.
б.) бар малдардың, жаңа тұқымдарын алу үшін қолданылуы мүмкін
.

Трансгеноз


Трансгеноз әдісімен бөтен генді эукариоттық жыныс клеткаға енгізіп, оның
жұмысын бақылау арқылы генетикалық инжене
рияның көптеген іргелі
мәселелерін айқындауға болады, өйткені мұнда трансгенді эмбрионның
жатырдағы даму ерекшеліктерін зерттеу мүмкін болады. Бұдан басқа ген
жұмысы механизмдерінің түр ерекшелік дәрежесін айқындауға болады.
Тасымалданған гендер (трансгенд
ер) жаңа иесінің генетикалық аппаратымен
құрылымды әрі

функциялы байланысқандықтан бұл процесс in vitro
жағдайындағы генетикалық рекомбинацияға әкеледі, ал бөтен гендерді,
тасымалдау тәсілдері клетка және организмдердің генетикалық
инженериясының әдістері
болып саналады. Басқа жағынан, трансгенді
жануарларды алу бойынша жүргізілген ғылыми іргелі зерттеулер мен олардың
нәтижелерінің іс жүзінде қолданылуы арасындағы алшақтық соншалықты емес,
демек, осы бағыттағы зертханалық жұмыстарды тек таза теориялық деп қ
арауға
болмайды.

Трансгенді жануарларды алу үшін рекомбинатты гендерді микротүтікше
және микрокапиллярлар көмегімен ұрықтанған ооциттің (жұмыртқа клетканың)
пронуклеусіне енгізу әдісі кең қолданылады. Трансгеноз әдісі арқылы
трансгенді тышқандар алу жақсы
зерттелген. Мұның басты себебі болып
тышқан ооциттері цитоплазмасының мөлдір болуы саналады. Басқа
жануарлардың, соның ішінде малдың ооциттері мөлдір емес, сондықтан
рекомбинантты ДНҚ
-
ны пронуклеуске енгізу өте күрделі және қиын іс. Осыған
қарамай, соңғы к
езде әр түрлі әдістемелік және техникалық жетілдірулер
арқасында трансгенді қой, сиыр, шошқа және қоян алу іске асты (Хаммер және
т. б., 1985; Крамер және т. б., 1986; Чёч, 1987).

Трансгеноз жұмысы көп жақты және бірнеше сатылардан тұрады.
Алдымен, екі про
нуклеус (аталық және аналық) сатысындағы зиготаларды алу
керек. Бұл үшін синхронды овуляция, уақтылы қолдан ұрықтау немесе
шағылыстыру керек, осыдан кейін белгілі уақыт өткеннен кейін зиготаларды
хирургиялық жолмен алуға болады. Алынған зиготаларға бөтен Д
НҚ
-
ны
енгізбестен бұрын, оны іn vitro

жағдайында әр түрлі әдістер мен тәсілдер
арқылы сақтау керек. Енгізу кезінде зиготалар вазелин майының астындағы
арнайы ерітіндінің тамшысына орналасады, бұл сұйықтықтың кеуіп кетуінен
сақтайды. ДНҚ
-
ны зиготаға енгізу
үшін диаметрі 0,5


2 мкм аралығындағы
шыныдан дайындалған микротүтікшелер қолданылады.


Микро
түтікшенің кемегімен 0,5 секундтан

2 минут аралығында ең аз
дегенде
10
-
11

мл ДНҚ
-
ны зиготаға микроскоптан бақылап енгізеді.

78

Микроинъекциялау процесі зиготалар үшін зақымды, сондықтан олардың біраз
мөлшері жойылып кетеді. Микроинъекциядан кейін 2 сағатқа ж
етпей жарамды
зиготаларды (трансгенді) алдынн ала, арнайы дайындалған аналық


реципиенттерге тасымалдайды. Бұл кезеңде де зиготалардың көп мөлшері
зақымданады. Аяғында, трансгенді жануарлардың шығуы 1%
-
ке тең болады.
Алайда, мұның өзі трансформация және т
рансдукциямен салыстырғанда өте
жоғары көрсеткіш болып саналады. Қазіргі кезде трансгеноз әдісі көптеген
ғылыми зерттеулерде қолдану алды.



28.
Тақырып
:

Трансгенді тышқан алу тәжірибесі

Негізгі
:

Р.Пальмитер тәжірибесі

Микроинъекциялау арқылы трансгенді ты
шқан алу


Р.Пальмитер тәжірибесі

1980 ж. Ф. Раддел және оның қызметтестері алғаш рет герпес вирусының
тимидинкиназа генін тышқан клеткасының геномына енгізе алды. Трансгеноз
нәтижесіндо алынған жеті тышқанның төртеуі ТК гені бойынша трансгенді
болып шықты.
Трансгенді тышқандарды алу бойынша кейін жүргізілген
көптеген зерттеулер оның тиімділігі әр түрлі факторларға байланысты екендігін
дәлелдейді. Рекомбинантты генді аталық пронуклеуске енгізу процесінде
трансгенді жануарлар жиі шығатыны белгілі болды. (Р
. Бринстер және т. б.,
1985, К. Гордон, Ф. Раддел, 1984). Бұдан басқа олардың пайда болу жиілігі
ДНҚ
-
ның үшінші құрылымына және оның мөлшеріне (түзу формалы ДНҚ
-
ның көп мөлшерін қолданғанда трансформация дәрежесі жоғарылайды)
байланысты Р. Пальмитер жән
е т. б., 1984; Т. Вагнер және т. б., 1986.

Бөтен геннің иесінің ДНҚ
-
сымен байланысу сипатын зерттеу үлкен
проблема болып саналады. Трансгеннің клетка ДНҚ
-
сымен байланысатын
белгілі орыны болуы керек, алайда, көптеген зерттеулер оның хромосоманың
әр т
үрлі бөліктерімен байланысатынын дәлелдейді. Бұл процестің механизмі
әзірше толық түсінікті емес. Дегенмен осыған орай трансген экспрессиясының
әр қилы өтуі бұл проблеманы терең зерттеуді қажет етеді. Трансгеннің иесінің
геномымен байланысуы кездейсоқ жү
ретін болса, онда ол хромосоманың
гетерохроматинді бөліктеріне еніп, инактивацияланып кетеді. Бұдан бөлек
хромосома бөлігімен байланысқан трансгеннің активтілігі клеткалық ДНҚ
-
ның реттеуші элементтері
-
промотор, энхансер және силансерлерге байланысты
болуы да мүмкін.

Микроинъекциялау арқылы трансгенді тышқан алу

Трансгенді жануарларды алудың қолданбалы зерттеулерінің бағыттары
үшін егеуқұйрықтың соматотропип генін тышқанның геномына енгізу Р.
Пальмитер (1982) тәжірибесінің маңызы өте зор. Егеуқүйрықт
ың
соматотропин генінің клондарын ген инженериясы әдісі көмегімен бактерия
клеткасынан алуға болады. Алайда, мұндай генді тышқан клеткасына енгізу
үшін оның бактериялық промоторын эукариоттық реттеуіш элементтерімен

79

ауыстыру қажет. Осы мақсатпен Р. Пал
ьмитер тышқанның ДНҚ
-

сынан
металтионеин генінің промотор бөлігін бөліп алды. Бұл геннің синтезі іn vivo

жағдайында ауыр металдардың иондары (Zn, Сd) арқылы қозады.
Микроинъекциялау үшін егеуқұйрықтың өсу гормонының құрылымды генінен
және металти
онеин промоторынан құрастырылған рекомбинантты ДНҚ
қолданылды. Зерттеуші лер осындай рекомбинантты ДНҚ
-
ның 600 көшірмесін
әрбір зиготаның аталық пронуклеусіне енгізді. Нәтижесінде 21 ұрпақ алынды,
оның 7
-
інде егеуқұйрықтың гені байқалды. Трансгенді тышқанд
ардың азығына
мырыш тұзын

ZnSО
4

қосқанда, олардың геномындағы бөтен геннің
функциясы іске асты. Мұндай тышқандардың қанын талдау оларда өсу
гормонының мөлшері қалыпты жағдайдағыдан 100

800 өсе жоғары екендігін
көрсетті. Гормон мөлшерінің жоғарылауы ген кө
шірмелері санының артуына
байланысты болды. Гормонның артық мөлшерінің синтезделуі тышқан
салмағының 1,8 есе артуына әкелді. Мұндай трансгенді жануарды алып тышқан
деп атайды. Кейін жүргізілген зерттеулер Р. Пальмитер тәжірибесінің
нәтижесін әр қилы деңгей
лерде дәлелдеді. Неміс ғалымы Г. Брэм (1986)
тәжірибесінде алынған трансгенді тышқандардың салмағы бақылау тобындағы
тышқандардан 1,51

2,36 есе ауыр екендігін көрсетті. Бірқатар зерттеулер (Е.
Вагнер және т. б., 1985; Р., Бринстер, 1985; А. Дыбман, С. Горд
ецкий, 1987 т. б.)
адамның соматотропин т. б. гормондар генін тышқандарға енгізіп, трансгенді
ұрпақ алу мүмкіндігін дәлелдеді.

Трансгенді тышқан алу тәжірибелерінің нәтижелері осындай
зерттеулердің мал шаруашылығында жаңа биотехнологиялық бағыттарды
жетілд
іру үшін үлкен болашағы бар екендігін көрсетеді.

Шотландия генетиктері Дж. Кларк және т.б. француз биологтарымен
бірігіп, қой сүтінің


лактоглобулин белогы генін микроинъекциялау арқылы
трансгенді тышқандар ала алды. Мұндай тышқандардың сүт бездерінде жаң
а
белоктың синтезделуі өтіп, сүттің сапасы өзгерді. АҚШ
-
та жануарлар
биотехнологиясы саласының белгілі маманы Катерина Гордон сүт бездерінде
бағалы медициналық препарат


адамның плазминоген белогы синтезделетін
трансгенді тышқандар алды. Қазіргі кезде тра
нсгенді тышқандар зертханада
іргелі ғылыми зерттеулерге үлкен үлес қосуда. Алайда, оларды
биотехнологиялық өнімдер өндіру мақсаты үшін қолданудың белгілі
қиындықтары бар. Сондықтан 1985 жылдан бастап, трансгенді мал алуда
көптеген ғылыми жұмыстар жүруде.

Т
рансгенді малдарды алу зерттеулерінде тышқандардың трансгеноз
әдісінің үлгісі икемделіп, қолдану алды. Жалпы трансгенді малдарды алу
бірінің артынан бірі өтетін мынадай кезеңдерден тұрады.

1) рекомбинантты ДНҚ молекуласын құрастыру және оның клонын алу;


2)
трансгенозаға жарамды зиготалар алу және олардың пронуклеустерін
айқындау;

3)рекомбинантты ДНҚ көшірмелерінің белгілі мөлшерін зиготалар
пронуклеустеріне (мүмкіндігінше аталық) микротүтікше арқылы енгізу;

4)зиготаларды гормондық дайындықтан өт
кен аналықтардың жыныс
жолдарына тасымалдау;


80

5) туылған малдардың генотип және фенотипі бойынша бағалап, трансгенді
екендігін анықтау бөтен геннің

клетка ДҢҚ
-
сымен байланысуын,
рекомбинантты ДНҚ
-
ның экспрессиясын, ген өнімінің синтезделуін анықтау;

6)тр
ансгенді малдардың жаңа қасиетінің ұрпаққа тұқым қуалайтын бақылау.

Зертханадағы жануарларға қарағанда малдар зиготасының
пронуклеустерін микроскоптан көру өте қиын, өйткені ұрықтанған малдың
аналық жыныс клеткасында әр түрлі майлар мен пигменттердің б
олуы зиготаны
көмескі етеді. Сондықтан генді микротүтікшемен тікелей пронуклеуске енгізу
қиындық туғызады. Бұл қиындық трансгенді малдар алу жиілігіне үлкен әсер
өтеді, өйткені пронуклеуске микроинъекциялау арқылы ғана барлық

ұрпақтың 20

30%
-
тін транс
генді ете алады. Қазіргі кезде бұл қиындықты
болдырмайтын бірнеше тәсілдер зерттелуде (Д. Крамер және т. б., 1986). Осы
бағытта контрасты микроскоп, центрифуга немесе флуоресценттік бояуларды
қолдану пронуклеустерді айқындау үшін үлкен көмегін тигізді.



2
9
.Тақырып
:

Трансгенді жануарлар алудың маңызы

Негізгі сұрақтар
:

Трансгенді малдарды алу кезеңдері

Трансгенді малдарды алудың ғылыми жұмыстары


Трансгенді малдарды алу кезеңдері

Трансгеноз әдісі ауыл шаруашылық малдары ішінен алдымен қойда
айтарлықтай ғылым
и нәтиже берді. Австралия ғалымдары зиготаға өсу
гормоны генін микроинъекциялау арқылы әлемде алғаш рет трансгенді қойлар
алды (Т. Скотт, 1986). Зерттеушілер тәжірибеде тышқанның металтионеин
промоторын қойдың өсу гормонының құрылымды генімен біріктірді.

Бес
аптадан кейін трансгенді қозыларға мырыштың болмашы мөлшерін енгізгенде
рекомбинантты ДНҚ тізбегінің реттеуші бөлігі яғни

промоторы активтеліп,
соматотропин генінің интенсивті синтезі іске асты. Осының нәтижесінде 2

4
жылдан кейін трансгенді қойлар
өздерінің тірі салмағы бойынша
құрдастарынан 1,5 есе асып түсті. Қазіргі уақытта Австралия ғалымдары
құрамында күкірт бар амин қышқылдарының синтезделуіне жауапты екі
ферментті коделейтін жаңа гендерді қойларға енгізу жұмысын жүргізуде.

Бишоф бастаған

зерттеушілер тобы адам қанының ұю факторын
трансгенді қойлардың сүтінен алу проектісін , іске асыру үшін қызу ғылыми
жұмыстар жүргізуде. Олар қой геномына қан ұюының
IX
факторының генін
қойдың



лактоглобулин промоторымен бірікті
ріп, енгізу мақсатын алға
қойды. Ұю факторы қойдың сүт бездерінде синтезделіп, сүтке бөлінеді деп
күтілуде. Зерттеу жұмысының бас кезінде қойдың лактоглобулин белогы
тышқанның сүт бездерінде синтезделіп, сүтке бөлінді. Келесі
эксперименттерде Дж. Сим
онс және т. б.


лактоглобулин генінің бірінші
экзонының

аймағына адам қаны ұюының
IX
факторының генін жалғап,
рекомбинантты ДНҚ құрастырды. Осы конструкцияны зиготаларға
микроинъекциялау арқылы трансгенді қойлар алынды. Рестри
кциялық

81

талдаудың мәліметтері бойынша трансген толық бағалы болғанымен, ол өз
функциясын
ІСКЕ
асырмады. Казіргі кезде зерттеушілер оның себебін анықтап,
алга қойған мақсаттарын жақын арада шешеді деп күтілуде. Шотландия
генетиктері сүтінде адамның антит
рипсин
а


1

белогы бар трансгенді
қойларды алды. Бұл қосылыстың 1 л. сүттегі мөлшері 35 г. тең болды.
Медицинада оны өкпе ауруларын емдеу үшін қолданады. АҚШ ғалымдары
трансгенді ешкілердің 1 л. сүтінеп адам қанының тромбларын

ыдырататын плазминогеннің 3
г. ала алды (Р. Селтзер,1992).

Болашақтағы ғылыми жобаларда қойдың, сиырдың немесе ешкі мен
мегежіннің сүт бездерінен (немесе қанынан) интерферон, инсулин сияқты өте
құнды дәрі
-
дәрмек алу жолдарын ойластыруда. Бұл мәселелер тышқандарда
белгілі деңгейде ш
ешімін табуда.

Трансгенді шошқаларды алудың өзіндік қиындығы бар, өйткені мегежін
зиготаларының пронуклеустерін тіпті контрасты микроскоптың өзінен көру
мүмкін болмайды. Оларды центрифугалау арқылы Г. Хаммер (1980) және Г.
Брэм (1986) зертханада трансгенді

шошқалар алынды. Р. Хаммер өзінің
қызметкерлерімен адамның соматотропин генін (промотор бөлігі металтионеин


1 генінен) 316 зиготаларға және 1719 қос клеткалы эмбриондарға
микроинъекциялады. Оларды реципиент
-
мегежіндерге тасымалдап, 192 торай
алды, олард
ың 20
-
сы трансгенді болып табылды. Трансгенді торайлардың 11
-
інде бөтен геннің қызметі байқалды, яғни олардың қанында адамның өсу
гормонының көп мөлшері синтезделді. Г. Брэм зертханасында осы генді
зиготалардың пронуклеустеріне инъекцияланғаннан кейін реци
пиенттерге 208
зигота тасымалданды. Алынған 7 торайдың біреуі трансгенді болып шықты.

Трансгенді малдарды алудың ғылыми жұмыстары

Ж
ЫЛ

сайын трансгенді малдарды алу ғылыми жұмыстары үдей түсуде. Қазіргі
кезде әр түрлі ғылыми лабораторияларда трансгенді ірі
қара мал (Дж. Лохс
және т. б., 1980; Д. Крамер және т. б., 1980), қоян (Р. Хаммер және т. б., 1985;
Л.
К.
Эрнест және т. б., 1989) және балықтар (Д. Пауэрс, 1986) алынды. Трансгенді
ірі қара алу қиындығы биологиялық және экономикалық себептерге
байланысты.

Басқа малдарға қарағанда сиырлардан биологиялық жарамды
зиготалардың жеткілікті мөлшерін алу проблемасы әлі толық шешілген жоқ.
Екінші жағынан генетикалық бағалы донор


сиырлардан ұрықтанған жыныс
клетканы алу олардың кәбею функциясының төмендеумен байла
нысты.

Сонымен, жоғарыда келтірілген мәліметтер трансгенді малдарды алу осы
заманғы биотехнологияның келешек бағыты екендігін көрсетеді, ал оның
негізгі мақсаты


малдың генотипін жаңадан құрастырып, олардан адам үшін
бағалы өнім өндіру. Мұны іске асыру үш
ін қажет генді идентификациялау, бөлу
және клонын алу, оларды зиготаларға ендіріп, экспрессиясын қосу және бөтен
геннің ұрпаққа тұқым қуалауын шешу керек. Осы мәселелерді генетикалық
инженерия әдістерімен шешу жоғары тиімді биотехнологияның малдар
селекция
сында қолдануының жаңа мүмкіндіктерін ашады. Оның іске асуы, ең
алдымен, мал генетикасының молекулалық негіздерін іргелі зерттеуіне
байланысты.



82

Қазақ инновациялық гуманитарлық заң университеті













«
Гендік инженерия
» пәнінен оқытушы жәрдемімен орын
далатын
студенттердің өздік жұмысын орындауға араналған әдістемелік нұсқаулық





























Семей 2015


83

ОЖСӨЖ орындауға арналған әдістемелік нұсқаулық
5В070100 Биотехнология

мамандығының студенттеріне
арналған


Құрастырған:

Қоданбалы биоло
гия кафедрасының аға оқытушысы Букабаева Ж.Т.









































84

ОЖСӨЖ сабақтарының мақсаты әр студенттің өздік жұмысына жеке
назар аударып, студент жұмысын бақылап қадағалау. ОЖСӨЖ тапсырмалары
аудиторияда дәріс бар
ысында қамтылмай қалған сурақтарды қарастыруға
бағытталған.

Оқытушымен бірге студенттің өздік жұмысы кредиттік жүйе
дегі
аудиторлық сабақ түріндегі.
Аудиторлық сабақ түріндегі жүргізілетін білім
берудің бір түрі. ОЖСӨЖ кеңес беру және бақылаушылық қызметтер
ін
атқарады. ОЖСӨЖ бұл оқытушымен студенттер бірігіп диалог режимінде
жүргізілетін оқу сабағы, мысалы тренинг, пікірсайыс, іскерлік және
дидактикалық ойындар, жеке, топтық жобаларды өңдеу.

Әрбір ОЖСӨЖ
-
ге әртүрлі материалдар дайындалуы қажет. Олар қандай
д
а бір сұрақтарды шешуге, оларды кеңейтуге, әртүрлі жағдайларды,
тапсырмаларды және тағы басқаларды шешуге, талдауға негізделеді.

ОЖСӨЖ келесі қызметтерді атқарады: кеңес беру және бақылаушылық.

Кеңес беру қызметтері:

-

әрбір пән бойынша студенттердің өздік ж
ұмысына көмек беру;

-

материалдарды меңгеруге қандай әдісті қолдану керектігін таңдауға
студентке көмек беру;

-

студенттерге қиындық тудыратын тақырыптарға түсінік беру;

-

оқу материалдарын тереңдетіп оқытуға меңгерту;

ОЖСӨЖ бақылаушылық қызметі білім алуда студ
енттің ынтасын
жоғарылату үшін ағымдағы межелік және қорытындылау мен
студенттердің білімін бағалау барысында жүзеге асырылады. ОЖСӨЖ
барысында студент тютерден кеңес алып, бақылау, семестрлік және
курстық жұмыстарды орындауға тапсырма алады (ағымдағы және

рейтингтік бақылау).

Экология және тұрақты даму пәні бойынша ОЖСӨЖ түріне баяндамалар,
конспект және әртүрлі құжат үлгілерін жазып өткізуді жатқызуға болады.

Оларға дайындалу барысында студенттің ізденуі, керекті материалдарды
жинауы, өзіндік көзқарасын б
ілдіре білуі, оларды орындаудағы жоспар
жасауы студенттің өз бетімен жұмыс жасай білуіне көмегі зор.

Жұмыс түрлері студенттердің ойлау қабілетін дамытады және оқыған
материалдарына талдау жасай білуіне көмектеседі.

Тақырыптар бойынша конспект жасау


Конс
пект материалды толық оқып шығуынан кейін жасалатын жазба
жұмыс. Ол мәтіннен қысқаша түсінік алып, керекті жерлерін алу.
Автордың негізгі ойлары конспект жасауда сөзбе
-
сөз көшіріліп
алынбайды, өзіндік оймен қорытынды жасалып жазылады. Бұл мәтіннің
мазмұны
н тиімді қамти алуын көздейді. Конспект жасағанда мәтіннің
беттері көрсетілуі тиіс.

Конспекте жұмыстың авторының аты
-
жөні толық
жазылады, жұмыс атауы, шыққан баспасы, жылы көрсетілуі қажет,
конспект жасалған беттерін көрсетуі,нақты, таза жазылуы тиіс.



Тақырып бойынша әдебиеттермен жұмыс жүргізуде, олардың тізімін беруде
автордың аты
-
жөнін немесе оқулық атын алфа
виттік тәртіпте қадағалау қажет


85



ОЖСӨЖ
тақырыптары

Қысқаша мазмұны

Сағат
көлемі

Бақылау
формасы

1

Генді бөлу әдістері

Саузерн және Нозерн блот
инг
әдістері
.
Фенотиптік әдіс
.

2,25

Ауызша

2

Эукариоттар
клеткасында ген
клонын көбейту


Ген инженериясында эукариот
-
ашытқылардың қызметі
.
р
-
ДНҚ
молекуласын жануар клеткасына
енгізіп, ген клонын алу
.

2,25

Ауызша

3

Плазмидтер
репликациясының
механизмдері

Плазмидтер репликациясының
механизмдері.

Дәрілік препараттарға тұрақты
плазмидті гендер.

2,25

Ауызша

4

Генді сүтқоректілер
клеткасына
енгізудің тәсілдері

Генді сүтқоректілер клеткасына
енгізудің тәсілдері
:

-

Трансфекция
;


-
Микроинъекция және
вирустардың
қолдану әдістері

2,25

Ауызша

5

ДНҚ тізбегінің
нуклеотидтер
қатарын
анықтаудың Сэнгер
әдісі

ДНҚ тізбегінің нуклеотидтер
қатарын анықтаудың Сэнгер әдісі
:

-

Сэнгер әдісінің
пайда болуы;

-

Тізбекті үз
у

әдісінің маңызы
.

2,25

Ауызша

6

Клетка
инженериясы

Клетка

инженериясы
:

-

Сома клеткаларының
гибридизациясы
-
қосылуы
;

-

Клетка инженериясының маңызы
.

2,25

Ауызша

7

Ген инженериясы
негізінде
биотехнологиялық
өнімдер алу

Ген инженериясы негізінде
биотехнологиялық өнімдер алу
:

-

р
-
ДНҚ
-
ны қолдану барысында
қол жеткіз
ген жетістіктер
;

-

Қажетті гормондарды өндіру
.

2,25

Ауызша

8

Соматотропин
гормонын өндіру

Соматотропин гормонын өндіру
:

-

Соматотропин гормоны туралы
түсінік
;

-

Өсу гормонын өндірудің маңызы

2,25

Ауызша

9

Клондау

Клондау:

-

Клон және клондау термині.

-

Ж
ануарларды клондау.


2,25

Ауызша

10

Вакциналарды
өндіру

Вакциналарды өндіру
:

-

Вакцина туралы түсінік
;

-

Синтетикалық вакциналар
;

2,25

Ауызша









86

Қазақ инновациялық гуманитарлық заң университеті














«
Гендік инженерия
» пәнінен студенттердің

ө
здік жұмысын орындауға арналған әдістемелік нұсқаулық




























Семей 2015


87

СӨЖ орындауға арналған әдістемелік нұсқаулық
5В070100 Биотехнология
мамандығының
студенттеріне арналған


Құрастырған
:



Қолданбалы

биология кафедрасының

Букабаева Ж.Т.

аға оқытушысы







































88

1.

СӨЖ


ді жоспарлау әр пән бойынша барлық тапсырмалар түрлерін орындау
уақытына сәйкес жүргізіледі.

2.

СӨЖ графигіне міндетті түрде орындалатын өздік жұмыстар

енгізіледі.

3.

Аудиториядан тыс жоспарланған сағат көлемі уақыттың жалпы лимит есебі
негізінде анықталады, бірақ оқу аптасының аудиториялық және аудиториядан
тыс оқу жұмыстарын қосқандағы 54 сағатынан аспау керек.

4.

СӨЖ графигін оқытушы бақылайды.

Реферат

(ref
eree
-
латын тілінен аударғанда, баяндау, хабарлау )
-

ауқымды
әдебиеттер мен қайнар көздер негізінде қарастырылған, өзіндік ғылыми түрде
зерттелген , белгілі
-
бір мәселе қорытындысының жазбаша жазылған қысқаша
мазмұны. Тыңдаушының өзіндік зерттеуі барлық арна
йы тақырыпқа қатысы
бар монографиялық әдебиеттер, ғылыми периодиканы танып білуде талап
етіледі. Тек қана осындай дайындықтардан кейін реферат толық мәтінді
болады. Реферат қарастырылған мәселе бойынша ғылыми ізденістермен
автордың өзіндік көзқарасын қамту

қажет. Нақты қарастырылған дерекпен
алынған қорытындылар жасалған жұмыстың құндылығын арттырады.

Реферат


10
-
18 бет көлеміндегі шығармашылық жұмыс, бірнеше уақыт
арлығындағы студентпен орындалатын жұмыс. Реферат


қандайда бір
сұрактын нақты қысқа мағын
асын ашу. Реферат құрамында негізгі фактілік
мәліметерді және қарастырлған сұрақтарды шығару керек. Реферат тақырыбын
оқытушының өзі немесе студентөзі таңдауына болады, соңғы жағдайда ол
оқытушының келісімінсіз болуы керек.

Реферат функциясы: Информациялы
қ (танысу); іздеу, мәліметтік,
индикативтік, сигналдық адрестік коммуникативтік.

Бұл функциялардың орындалу деңгейі мазмұнынан рефераттың
формальдық сапасын тексеру.

1.

тиулдық беттен кейін жеке бетте оның мазмұны жазылады.

2.

мазмұнынан кейін кіріпе болады. Кі
ріспенің көлемі 1,5
-

2 бет болуы тиіс.

3.

рефераттың негізгі бөлігі бір немесе бірнеше бастамадан тұруы мүмкін, ол 2
-

3 параграфтан құрылады.

4.

соңғы бөлімі негізгі шығаруды құрайды.

5.

қосымшаның графигі кестесі.

Реферат пен жұмыс кезеңдері

Рефератпен жұмыс жаса
уды үш кезенге бөлеміз:

1.

дайындау кезеңі

2.

нәтижені мәтін түрінде шығару

3.

реферат тақырыбын ауызша айту.

Рефератты бейнелеуде қолданылатын талаптар.

Рефераттың көлемін 10
-
18 беттен тұрады. Жұмыс стандартты формат бетінде
орындалады.







89



СӨЖ
тақырыптары

Қыс
қаша мазмұны

Сағат
көлемі

Бақылау
формасы

1


Гендік инженерия,
оның мүмкіндіктері
мен перспективасы

Гендік инженерияның даму
тарихы. Гендік инженерия,
оның мүмкіндіктері мен
перспективасы.

6,75

Ауызша

2

Биологиялық
белсенді заттар
алуда гендік
инженерия

әдістерін қолдану

Биологиялық белсенді заттар
алуда гендік инженерия
әдістерін қолдану

6,75

Ауызша

3

Ретровирустардың
молекулярлық
-
генетикалық
құрылымы

Ретровирустардың
молекулярлық
-
генетикалық
құрылымы. Ретровирустар
гендік терапияның құралы
ретінде.

6
,75

Ауызша

4

Ген инженерия
әдістерінің
медицинада
қолданылуы

Ген инженерия әдістерінің
медицинада қолданылуы:

-

Қан факторларын алу;

-

Ген инженерия әдістерінің
иммуномодуляторлар алуда
қолданылуы.

6,75

Ауызша

5

Трансгенді тышқан
алу тәжірибесі.

Трансген
ді тышқан алу
тәжірибесі:

-

Р.Пальмитер тәжірибесі;

-

Микроинъекциялау арқылы
трансгенді тышқан алу.

6,75

Ауызша

6

Аллофенді
жануарлар алу
жолдары

Аллофенді жануарлар алу
жолдары:

-

Аллофендер туралы түсінік;

-

р
-
ДНҚ негізіндегі ген
инженерия жетістіктері
.

6,75

Ауызша

7

Трансгенді
жануарлар алудың
жолдары және
маңызы

Трансгенді жануарлар алудың
жолдары және маңызы:

1.Трансгенді жануарларды алу
кезеңдері, әдістері;

2.Трансгенді жануарларды
алуда жүргізілген ғылыми
жұмыстар.

6,75

Ауызша

8

Әлемде

трансгенді

өсімдіктерді

қолдану

тиімділігі.

Әлемде

трансгенді
өсімдіктерді қолдану
тиімділігі.

6,75

Ауызша

9

Колорад қоңызына
Колорад қоңызына төзімді
6,75

Ауызша


90

төзімді трансгенді
картоп өсімдігі.

трансгенді картоп өсімдігі.

10

Генетикалық
модифицирленген
өнімде
рді
қолданудағы
биоқауіпсіздік және
қауіптілік
мәселелері

Генетикалық
модифицирленген өнімдерді
қолданудағы биоқауіпсіздік
және қауіптілік мәселелері.

6,75

Ауызша






































91

Қазақ инновациялық гуманитарлық заң университеті

















«
Гендік инженерия
» пәнінен студенттердің білімін бақылау және бағалау
саясаты


























Семей

2015


92

Білімді бақылау және бағалау саясаты


Емтиханға жіберу үшін бағдарламада қарастырылған барлық
тапсырмалар міндетті түрде орындалу ке
рек.

Рейтингтік бақылау (ағымдық)


60%;

Емтихан (қорытынды)


40%


Емтиханда студенттер білімін бағалау критерийлері


Әріптік жүйе
бойынша бағалау

Баллдардың
цифрлік
эквиваленті

Процент
тік
мазмұны

Дәстүрлік жүйе
бойынша бағалау

А

4.0

95
-
100

Өте жақсы

А
-

3.67

90
-
94

B
+

3.33

85
-
89

Жақсы

B

3.0

80
-
84

B
-

2.67

75
-
79

C
+

2.33

70
-
74

Қанағаттанарлық

C

2.0

65
-
69

C
-

1.67

60
-
64

D
+

1.33

55
-
59

D
-

1.0

50
-
54

F

0

0
-
49

Қанағаттанарлық
емес


Қорытынды баға мына формула бойынша есептеледі:


ҚБ=Р2*0,6+Е*0,4


мұндағы:

Р2
-
екінші рейтинг бағаларының сандық эквиваленті (қорытынды);

Е


емтихандағы бағалардың сандық эквиваленті;















93

«Гендік инженерия
»
пәнінен б
ақылау сұрақтары


1.Генд
ік инженерия ғылымы туралы жалпы мәлімет

2.Гендік инженерия ғылымының
даму тарихы

3.Гендік инженерия пәні, мақсаты мен міндеттері

4.Генетикалық және гендік инженерия

5.Гендік инженериядағы генді алу әдістері

6.Генді тікелей бөлу әдісі

7.Генді синтездеудің химиялық әдісі

8.Ферменттік (энзимдік) әдіс.

9.Рестрикциялық фермент
тер (эндонуклеазалар)

10.Рестриктизалалық ферменттердің ашылуы

11. Рестриктизалалық ферменттердің типтері

12.Рестрикция

модификация жүйесі

13.Ген инженериясының векторлық (тасымалдаушы) молекулалары

14.Векторлар және оларға қойылатын талаптар

15.Вектор
түрлері

16.Рекомбинантты ДНҚ молекуласын құрастыру

17.Рекомбинантты ДНҚ туралы түсінік

18.рДНҚ құрастырудың әдістері

19.Рекомбинантты ДНҚ молекуласын клеткаға тасымалдау және ген клонын
көбейту

20.рДНҚ
-
ны клеткаға енгізу

21.Ген клонын көбейту

22.Скрининг

23.Бөтен гендердің микроорганизмде жұмыс істеуі

24.Күшті промотрды таңдау

25.Эукариоттық құрылымды бактериялық геномға енгізу

26.Бөгде геннің бактериялық клеткада жұмыс істеуі

27.
Эукариоттар клеткасында ген клонын көбейту

28.Ген инженериясында эукариот
-
ашытқылардың қызметі

29.рДНҚ молекуласын жануар клеткасына енгізіп, ген клонын алу

30.Генді сүтқоректілер клеткасына енгізудің тәсілдері

31.ДНҚ
-
ның нуклеотидтер қатарын анықтау

32.ДНҚ тізбегінің нуклеотидтер қатарын анықтаудың Максам
-
Гильберт әдісі

33. ДН
Қ тізбегінің нуклеотидтер қатарын анықтаудың Сэнгер әдісі

34.Хромосома және геном деңгейіндегі генетикалық инженерия

35.Генетикалық инженерияның деңгейлері

36.Хромосомалық инженерия

37.Клетка инженериясы

38.
Клетка инженериясында гибридомаларды алу

39.Ги
бридомалар

40.Аллофенді жануарлар алу

41.
Ген инженериясы негізінде биотехнологиялық өнімдер алу

42.рДНҚ
-
ны қолдану барысында қол жеткізген жетістіктер


94

43.Қажетті гормондарды өндіру

44.Ген инженерия әдістерінің медицинада қолданылуы

45.Қан факторларын алу

46.Ген инженерия әдістерінің иммуномодуляторлар алуда қолданылуы

47.Вакциналарды өндіру

48.Клетка мен эмбриоинженерия

49.Эмбриоинженерия және эмбриондарды трансплантациялау

50.Эмбриондарды реконструкциялау

51.Трансгенді жануарлар алу

52.Трансгенді жануа
рларды алу әдістері

53.Трансгеноз

54.Трансгенді тышқан алу тәжірибесі

55.Плазмидалық векторлар

56.Co EI плазмидасы негізінде құрастырылған кейбір векторлар

57.
Фагтық векторлар

58.Космидтер

59.Фазмида

60.рДНҚ молекуласын құрастыру әдістері

61.Жабы
сқақ ұштар әдісі

62.Гомополимерлі ұштар әдісі

63.Доғал ұштарды жалғау әдісі

64.
Ген клонын көбейту

65.Ген клонын көбейту әдістері

66.Генотека

67.Кейбір организм түрлері гендер жинағының әр түрлі ықтималдар
деңгейіндегі мөлшері

68.
Ген скринингі

69.Радио
аутография

70.Э.Саузерн әдісі

71.
Қажет генді тауып анықтаудың әдістері

72.Фенотиптік әдіс

73.Иммонологиялық әдіс

74.Эукариот
-
ашытқы

75.Ашытқылармен генетикалық жұмыс жүргізу

76.
SV40 ДНҚ базасында жасалатын вирустық векторлар

77.рДНҚ молекуласын жануарл
ар клеткасына енгізу

78.SV40 ДНҚ базасында жасалатын плазмидалық векторлар

79.
Рекомбинантты генетикалық материалды сүтқоректілер клеткасына
енгізудің тәсілдері

80.Трансфекция

81.Микроиньекция

82.Максам
-
Гильберт әдісі

83.ДНҚ
-
ның нуклеотидтер қатарын ан
ықтау

84.Сэнгер әдісі

85.Матрица
-
ашытқы әдісі


95

86.Ген инженериясы негізінде биотехнологиялық өнімдер алу

87.Инсулин гормонын өндіру

88.Соматотропин гормонын алу

89.Мал шаруашылығындағы ген инженериясы

90.Вакциналарды алуда ген инженериясы әдістерінің қо
лданылуы


13. Тестілік сауалнама

1.Кері транскрипция процесін кім ашты?

а)Г.Темин және Д.Балтомир

б)Х.Смит және В.Арбер

с)Д.Нотанс және Ф.Болвар

д)Р.Родригес және Г.Корана

е)С.Коэн мен Г.Бойер

2.Рекомбинантты ДНҚ



а)әр текті ДНҚ
-
лардан құралған және кле
ткаларда репликациялана алатын
генетикалық құрылым;

б)бір текті ДНҚ
-
лардан тұратын генетикалық құрылым;

с)ұзын шиыршықты ДНҚ бөлігі;

д)қос сақиналы ДНҚ бөлігі;

е)жаңа ДНҚ құрылымы

3.Реципиент клеткасына рДНҚ молеуласын енгізу ген инженериясының қай
кезеңі
?

а)1

б)2

с)3

д)4

е)5

4.Генетикалық инженерия қай уақытта пайда болды?

а)60
-
шы жылдарда;

б)70
-
шы жылдардың 1
-
ші жартысында;

с)70
-
шы жылдардың 2
-
ші жартысында;

д)80
-
шы жылдарда;

е)80
-
шы жылдардың 1
-
ші жартысында;

5.рДНҚ молекуласын құрастыру ген инженериясы
ның қай кезеңі?

а)1

б)2

с)3

д)4

е)5

6.Қажет рДНҚ молекулалары бар клондары ортадан табу ген инженериясының
қай кезеңі?

а)1

б)2

с)3

д)4


96

е)5

7.Генді алудың неше әдісі бар?

а)1

б)2

с)3

д)4

е)5

8.Берілген нуклеотидтер тізбегі бойынша ДНҚ синтездеу әдісінде ең
алғаш рет
синтезделген ген



а)ашытқының тРНҚ
-
ның гені

б)E.Coi гені

с)лигаза ферментінің гені

д)Bc.sutiis бактериясының гені

е)эндонуклеаза ферменті

9.Қай жылы Г.Корана қызметкерлерімен тирозиннің тРНҚ
-
ының генін
синтездей алды?

а)1969 ж

б)1975 ж

с)1
974 ж

д)1985 ж

е)1976 ж

10.Қай әдісте ДНҚ
-

дан арнайы ферменттің (рестрикциялық эндонуклеазаның)
көмегімен қажет ген «кесіліп» алынады

а)табиғи генді тікелей бөлу әдісі

б)химиялық әдіс

с)ферменттік әдіс

д)тізбектеп кесу әдісі

е)физика
-
химиялық әдіс

11.Рес
трикция ферменттерін алғаш рет кім ашты?

а)Х.Смит

б)В.Арбер

с)Д.Нотанс

д)Ф.Болвар

е)Р.Родригес

12.Рестрикция ферменттері қай жылы ашылды?

а)1972 ж

б)1975 ж

с)1974 ж

д)1985 ж

е)1976 ж

13.Рестрикцияның неше типі бар?

а)1

б)2

с)3

д)4


97

е)5

14.Қай жылы Х.Смит жә
не Д.Натанс рестрикция
-
модификация жүйе (MR)
ферменттерін белгілеу номенклатурасын ұсынды?

а)1973 ж

б)1975 ж

с)1974 ж

д)1985 ж

е)1976 ж

15.Жұп немесе тақ эндонуклеазалар не деп аталады?

а)нуклеазалар

б)шизомерлер

с)изошизомерлер

д)фрагменттер

е)плазмидала
р

16.Бөтен генетикалық материалды клеткаға тасымалдауға қабілетті ДНҚ
молекуласы



а)вектор

б)плазмида

с)фермент

д)бактериофаг

е)вирус

17.Ген инженериясында қолданылатын векторларды неше топқа бөлуге
болады?

а)2

б)3

с)4

д)1

е)5

18.Плазмидалы векторларға
мысал келтір

а)
ColE
1
плазмидасы

б)лямбда фагы

с)
EMBI
3

д)М13 фагы

е)Харон плазмидасы

19.Космидтерді қай


ғалымдар ашты?


а)Г.Темин және Д.Балтомир

б)Дж.Коллинз бен Б.Хон

с)Д.Нотанс және Ф.Болвар

д)Р.Родригес және Г.Корана

е)С.Коэн мен Г.Бойер

20.Генетикалық

инженерия ғылымының негізін қалаған ғалым

а)Х.Смит

б)В.Арбер

с)П.Бэрг

д)Ф.Болвар


98

е)Р.Родригес

21.Қай жылы клеткада жұмыс істей алатын рДНҚ молекуласы құрастырылды?

а)1974 ж

б)1975 ж

с)1974 ж

д)1985 ж

е)1976 ж

22.рДНҚ құрастырудың ең кең таралған әдісі

а
)жабысқақ ұштар әдісі

б)гомополимерлі ұштар әдісі

с)терминалдық трансфераза қолдану әдісі

д)доғал ұштарды жалғау (тігу) әдісі

е)конекторлық әдіс

23.Қазіргі уақытта ғалымдар рДНҚ құрастыруда кімнің принципіне сүйенеді?

а)Г.Темин және Д.Балтомир

б)П.Лобан ме
н С.Коэн

с)Д.Нотанс және Ф.Болвар

д)Р.Родригес және Г.Корана

е)С.Коэн мен Г.Бойер

24.Гомополимерлі ұштар әдісі арқылы рДНҚ молекуласын құрастыру кімнің
идеясына сүйенеді?

а)Лобан
-
Берг

б)Саузерн
-
Блотинг

с)Нозерн
-
Блотинг

д)Овчинник

е)Рестрикция
-
модификация

25.Гибридті молекулаларды клеткаға енгізу тәсілі вектормен байланысты екені
белгілі, егер вектор ретінде плазмида қолданылса, енгізу қандай типпен өтеді

а)трансформация

б)трансфекция

с)трансдукция

д)транскрипция

е) инлокация

26. Гибридті молекулаларды клет
каға енгізу тәсілі вектормен байланысты екені
белгілі, егер вектор ретінде фаг қолданылса, енгізу қандай типпен өтеді

а)трансформация

б)трансфекция

с)трансдукция

д)транскрипция

е) инлокация

27.Модификацияланбаған ДНҚ молекуласы дегеніміз не?

а)метилаза фер
ментімен метилденбеген

б)метилаза ферменттерін қолданған жағдайда

с)ДНҚ
-
да модификация
-
инструкция процесінің жүруі

д)метилаза ферментінің қолданылуы


99

е)ондай термин жоқ

28.Трансляция



а)иРНҚ матрицасы бойынша рибосомдағы генетикалық кодқа сәйкес белок
син
тезі

б)РНҚ
-
ның ДНҚ
-
да синтезі

с)ДНҚ бөлігінің бір орыннан басқа орынға ауысуы

д)сома клеткалар генетикасының әдеттегі клетканың ісік (рак) клеткаға
айналуы

е)көптеген клеткалар колониялары арасынан қажетті гені бар векторды іздеу

29.Транскрипция
-


а)иРНҚ
матрицасы бойынша рибосомдағы генетикалық кодқа сәйкес белок
синтезі

б)РНҚ
-
ның ДНҚ
-
да синтезі

с)ДНҚ бөлігінің бір орыннан басқа орынға ауысуы

д)сома клеткалар генетикасының әдеттегі клетканың ісік (рак) клеткаға
айналуы

е)көптеген клеткалар колониялары ара
сынан қажетті гені бар векторды іздеу

30.Транспозиция
-


а)иРНҚ матрицасы бойынша рибосомдағы генетикалық кодқа сәйкес белок
синтезі

б)РНҚ
-
ның ДНҚ
-
да синтезі

с)ДНҚ бөлігінің бір орыннан басқа орынға ауысуы

д)сома клеткалар генетикасының әдеттегі клетканың і
сік (рак) клеткаға
айналуы

е)көптеген клеткалар колониялары арасынан қажетті гені бар векторды іздеу

31.Трансформация
-


а)иРНҚ матрицасы бойынша рибосомдағы генетикалық кодқа сәйкес белок
синтезі

б)РНҚ
-
ның ДНҚ
-
да синтезі

с)ДНҚ бөлігінің бір орыннан басқа
орынға ауысуы

д)сома клеткалар генетикасының әдеттегі клетканың ісік (рак) клеткаға
айналуы

е)көптеген клеткалар колониялары арасынан қажетті гені бар векторды іздеу

32.Скрининг
-


а)иРНҚ матрицасы бойынша рибосомдағы генетикалық кодқа сәйкес белок
синтезі

б)РНҚ
-
ның ДНҚ
-
да синтезі

с)ДНҚ бөлігінің бір орыннан басқа орынға ауысуы

д)сома клеткалар генетикасының әдеттегі клетканың ісік (рак) клеткаға
айналуы

е)көптеген клеткалар колониялары арасынан қажетті гені бар векторды іздеу

33.Клон дегеніміз



а)бастапқ
ы бір бактериялық клеткадан көптеген клеткалардың пайда болуы

б)фаг ДНҚ
-
ы бар бактериялар түскен орындарда мөлдір дөңгелеу ойыстар

с)организмнің барлық геномын сипаттайтын рДНҚ
-
р жинақтамасы


100

д)құрылымды гендердің жинағын құрастыру

е)ДНҚ жиынтығы

34.Негати
втік шоғыр
-


а)бастапқы бір бактериялық клеткадан көптеген клеткалардың пайда болуы

б)фаг ДНҚ
-
ы бар бактериялар түскен орындарда мөлдір дөңгелеу ойыстар

с)организмнің барлық геномын сипаттайтын рДНҚ
-
р жинақтамасы

д)құрылымды гендердің жинағын құрастыру

е)
ДНҚ жиынтығы

35.Генотека
-


а)бастапқы бір бактериялық клеткадан көптеген клеткалардың пайда болуы

б)фаг ДНҚ
-
ы бар бактериялар түскен орындарда мөлдір дөңгелеу ойыстар

с)организмнің барлық геномын сипаттайтын рДНҚ
-
р жинақтамасы

д)құрылымды гендердің жинағ
ын құрастыру

е)ДНҚ жиынтығы

36.Комплементарлы ДНҚ генотекасы
-


а)бастапқы бір бактериялық клеткадан көптеген клеткалардың пайда болуы

б)фаг ДНҚ
-
ы бар бактериялар түскен орындарда мөлдір дөңгелеу ойыстар

с)организмнің барлық геномын сипаттайтын рДНҚ
-
р жина
қтамасы

д)құрылымды гендердің жинағын құрастыру

е)ДНҚ жиынтығы

37.Ген клонын көбейтудің неше әдісі бар?

а)2

б)3

с)4

д)5

е)6

38.Геном
-


а)клеткалардың генетикалық құрамы

б)РНҚ
-
ның ДНҚ
-
да синтезі

с)ДНҚ бөлігінің бір орыннан басқа орынға ауысуы

д)сома клетк
алар генетикасының әдеттегі клетканың ісік (рак) клеткаға
айналуы

е)көптеген клеткалар колониялары арасынан қажетті гені бар векторды іздеу

39.Спейсер



а)иРНҚ матрицасы бойынша рибосомдағы генетикалық кодқа сәйкес белок
синтезі

б)тандемді қайталанатын ДН
Қ
-
ның траскрипцияланбайтын бөлігі


с)ДНҚ бөлігінің бір орыннан басқа орынға ауысуы

д)сома клеткалар генетикасының әдеттегі клетканың ісік (рак) клеткаға
айналуы

е)көптеген клеткалар колониялары арасынан қажетті гені бар векторды іздеу

40.Қоянның барлық ген
омын сипаттайтын гендер жинағын құрастыру үшін
қанша клон қажет?

а)920 мың

б)650 мың


101

с)150 мың

д)700 мың

е)500 мың

41. E.Coi бактериясының гендер жинағын дайындау үшін ше?

а)1,4 мың

б)650 мың

с)1, 50 мың

д)700 мың

е)500 мың

42.Зонд (сүңгі) дегеніміз не?

а
)іздеп жатқан ген бөлігінің азоттық негіздеріне комплементарлы кішігірім
ДНҚ немесе РНҚ тізбегі

б)РНҚ
-
ның ДНҚ
-
да синтезі

с)ДНҚ бөлігінің бір орыннан басқа орынға ауысуы

д)сома клеткалар генетикасының әдеттегі клетканың ісік (рак) клеткаға
айналуы

е)көптеге
н клеткалар колониялары арасынан қажетті гені бар векторды іздеу

43.Саузерн Блотинг әдісін ұсынған кім?

а)Э.Саузерн

б)В.Арбер

с)П.Бэрг

д)Ф.Болвар

е)Р.Родригес

44.Промотр



а)транскрипция басталуы үшін РНҚ
-
полимераза байланысқан ДНҚ бөлігі

б)РНҚ
-
ның ДНҚ
-
д
а синтезі

с)ДНҚ бөлігінің бір орыннан басқа орынға ауысуы

д)сома клеткалар генетикасының әдеттегі клетканың ісік (рак) клеткаға
айналуы

е)көптеген клеткалар колониялары арасынан қажетті гені бар векторды іздеу

45.Праймер



а)іздеп жатқан ген бөлігінің азо
ттық негіздеріне комплементарлы кішігірім
ДНҚ немесе РНҚ тізбегі

б)ұзындығы 50 нуклеотидтерден аспайтын РНҚ
-
ның қысқа фрагменттері

с)ДНҚ бөлігінің бір орыннан басқа орынға ауысуы

д)сома клеткалар генетикасының әдеттегі клетканың ісік (рак) клеткаға
айналуы

е)көптеген клеткалар колониялары арасынан қажетті гені бар векторды іздеу

46.Репликация



а)ДНҚ
-
ның өзін
-
өзі синтезделуі

б)РНҚ
-
ның ДНҚ
-
да синтезі

с)ДНҚ бөлігінің бір орыннан басқа орынға ауысуы

д)сома клеткалар генетикасының әдеттегі клетканың ісік (рак)

клеткаға
айналуы

е)көптеген клеткалар колониялары арасынан қажетті гені бар векторды іздеу


102

47.Прокариоттық иРНҚ
-
ның инициалаушы кодонының алдында 3
1
-
9
1
нуклеотидтерден құралған ерекше бөлік қалай аталады?

а)Шайн
-
Делгарно

б)Саузерн
-
Блотинг

с)Нозерн
-
Блотин
г

д)Овчинник

е)Рестрикция
-
модификация

48.Кім алғаш рет сүтқоректілердің сомастатин гормонын E.Coi клеткасында
итакура лактоза промотрын қолдану арқылы синтездеді?

а)Бойер

б)В.Арбер

с)П.Бэрг

д)Ф.Болвар

е)Р.Родригес

49.Бойер қай жылы сүтқоректілердің сомаст
атин гормонын E.Coi клеткасында
итакура лактоза промотрын қолдану арқылы синтездеді?

а)1977 ж

б)1975 ж

с)1974 ж

д)1985 ж

е)1976 ж

50.Сомастатин гормоны неше амин қышқылынан тұрады?

а)10

б)12

с)16

д)14

е)8

51.Инициация
-


а)ДНҚ репликациясының транскрипци
ясын немесе рибосомада белок
синтезінің басталуын қамтамасыз ететін процесс

б)РНҚ
-
ның ДНҚ
-
да синтезі

с)ДНҚ бөлігінің бір орыннан басқа орынға ауысуы

д)сома клеткалар генетикасының әдеттегі клетканың ісік (рак) клеткаға
айналуы

е)көптеген клеткалар колониял
ары арасынан қажетті гені бар векторды іздеу

52.Интрон



а)ДНҚ
-
ның өзін
-
өзі синтезделуі

б)РНҚ
-
ның ДНҚ
-
да синтезі

с)ДНҚ
-
ның транскрипцияланатын және әдеттегі генетикалық информациясы
жоқ бөлігі

д)сома клеткалар генетикасының әдеттегі клетканың ісік (рак) к
леткаға
айналуы

е)көптеген клеткалар колониялары арасынан қажетті гені бар векторды іздеу

53.Локус



а)ДНҚ
-
ның өзін
-
өзі синтезделуі


103

б)РНҚ
-
ның ДНҚ
-
да синтезі

с)ДНҚ бөлігінің бір орыннан басқа орынға ауысуы

д)ген орналасқан хромасоманың бөлігі


е)көптеген к
леткалар колониялары арасынан қажетті гені бар векторды іздеу

54.Тышқанның дегидрофолатредуктаза генінің мөлшері

а)40 мың н.ж.

б)38 мың н.ж.

с)42 мың н.ж.

д)45 мың н.ж.

е)35 мың н.ж.

55.Жануарлар клеткасы үшін эукариоттық векторды дайындаудың негізгі
объек
тісі



а)
SV
40

вирусы

б)адено вирус

с)
PSV
2

вирусы

д)папо вирус

е)SV80вирусы

56. SV40 вирусының ДНҚ
-
лы вирустық емес ДНҚ
-
нан құралған гибридті ДНҚ
молекуласын құрастыруда ұсынған кім?

а)Бэрг

б)В.Арбер

с)П.Бэрг

д)Ф.Болвар

е)Р.Родригес

57.Кім 1980 жылы SV40 в
ирусының ДНҚ
-
лын және E.Coi плазмидасының
ДНҚ
-
нан тұратын өтпелі плазмидалық векторларды құрастыра алды

а)Бэрг

б)В.Арбер

с)П.Бэрг

д)Ф.Болвар

е)Р.Родригес

58.ДНҚ ерітіндісін шприцпен байланысқан өте жіңішке микротүтікшелер
арқылы клеткалық ядросына тікелей

енгізу әдісі

а)клетканы жинақтау әдісі

б)микроиньекциялау әдісі

с)шоғырларды гибридизациялау әдісі

д)радиоаутография әдісі

е)инелеу әдісі

59.Лизис
-


а)қабықтардың жарылуы арқылы клетканың ыдырауы

б)РНҚ
-
ның ДНҚ
-
да синтезі

с)ДНҚ бөлігінің бір орыннан басқа

орынға ауысуы

д)ген орналасқан хромасоманың бөлігі

е)көптеген клеткалар колониялары арасынан қажетті гені бар векторды іздеу

60.Лизогенді фаг




104

а)ДНҚ
-
ның өзін
-
өзі синтезделуі

б)РНҚ
-
ның ДНҚ
-
да синтезі

с)ДНҚ


сы бактерия хромасомасына енген фаг

д)ген ор
наласқан хромасоманың бөлігі орналасқан фаг

е)көптеген клеткалар колониялары арасынан қажетті гені бар векторды іздеу

61.ДНҚ үзіндісінің нуклеотидтер қатарын анықтау қай жылы жүзеге асты?

а)1977 ж

б)1975 ж

с)1974 ж

д)1985 ж

е)1976 ж

62.ДНҚ нуклеотидтер қат
арын анықтаудың қай әдісінде электрофорез
қолданылды?

а)Максам
-
Гилберт

б)Сэнгер

с)Шайн
-
Делгарно

д)Саузерн
-
Блотинг

е)Нозерн
-
Блотинг

63. ДНҚ нуклеотидтер қатарын анықтаудың қай әдісінде ДНҚ
-
полимераза
қолданылды?

а)Максам
-
Гилберт

б)Сэнгер

с)Шайн
-
Делгарно

д)Саузерн
-
Блотинг

е)Нозерн
-
Блотинг

64.Сэнгер әдісі қалай аталады?

а) «тізбекті үзу» әдісі

б) « жай үзу» әдісі

с)доғал ұштар әдісі

д)жинақтау әдісі

е)серпілту әдісі

65.Адамның ДНҚ
-
лы қанша нуклеотидтерден құралған

а)3 млрд

б)2,5 млрд

с)4 млрд

д)5 млрд

е)4,
5 млрд

66.Генетикалық инженерияның неше деңгейі бар?

а)2

б)3

с)4

д)5

е)

67.рДНҚ
-
ын технологиянығ әр алуан әдістерімен қарастырады
-


а)генетикалық инженерияның 1
-
ші деңгейі


105

б) генетикалық инженерияның 2
-
ші деңгейі

с) генетикалық инженерияның 3
-
ші деңгейі

д
) генетикалық инженерияның 4
-
ші деңгейі

е) генетикалық инженерияның 5
-
ші деңгейі

68.Хромасомалық гендердің үлкен топтарын манипуляциялау қарастырады



а)генетикалық инженерияның 1
-
ші деңгейі

б) генетикалық инженерияның 2
-
ші деңгейі

с) генетикалық инженери
яның 3
-
ші деңгейі

д) генетикалық инженерияның 4
-
ші деңгейі

е) генетикалық инженерияның 5
-
ші деңгейі

69.Геномдық бір клетканың генетикалық материалын басқа клеткаға
тасымалдауды қарастырады



а)генетикалық инженерияның 1
-
ші деңгейі

б) генетикалық инженерия
ның 2
-
ші деңгейі

с) генетикалық инженерияның 3
-
ші деңгейі

д) генетикалық инженерияның 4
-
ші деңгейі

е) генетикалық инженерияның 5
-
ші деңгейі

70.Клетка инженериясы



а)сома клеткалардың гибридизациясының қосылуын құрайды.

б)ДНҚ
-
ның өзін
-
өзі синтезделуі

с)РН
Қ
-
ның ДНҚ
-
да синтезі

д)ДНҚ


сы бактерия хромасомасына енген фаг

е)ген орналасқан хромасоманың бөлігі орналасқан фаг

71.Қазіргі уақытта адамда тұқым қуалайтын қанша ауру белгілі

а)2000

б)3000

с)4000

д)5000

е)1000

72.Гибридомалар технологиясы негізінде қа
ндай заттар өндіріледі:

а)монозиготалы антизаттар

б)химера

с)микроиньекция

д)трансплантация

е)инверсия

73.Алғаш рет эмбриондарды трансплантациялауды кім жүзеге асырды?

а)Хип

б)Сэнгер

с)Шайн
-
Делгарно

д)Саузерн
-
Блотинг

е)Нозерн
-
Блотинг

74.Хип қай жылы эмбрио
ндарды трансплантациялауды жүзеге асырды?

а)1890

б)1895

с)1952


106

д)1896

е)1913

75.Қайсы ұрғашы жануардың жыныс түтігінде сиыр эмбриондарын
реципиентке тасымалдауға жарамды сатыға дейін өсіре алуға болады

а)қоян

б)тышқан

с)егеуқұйрық

д)бүйі

е)мысық

76.1972 ж
ылы ғалымдар ұрғашы қоян жыныс түтігінде 3
-
4 тәулік бойында
сақталған ірі қара эмбриондарын реципиент сиырға тасымалдауда
танспланттардың шығуы неше пайызды көрсетті

а)73%

б)75%

с)80%

д)78%

е)71%

77.Эмбриондарды сақтаудың ең тиімді әдісі

а)сұйық азотта 196

0
С терең мұздату

б) сұйық бромда 190
0
С терең мұздату

с) сұйық иодта 194
0
С терең мұздату

д) сұйық азотта 185
0
С терең мұздату

е) сұйық азот қышқылында 196
0
С терең мұздату

78.Эмбриондардың жынысын анықтайтын неше әдіс бар?

а)2

б)4

с)5

д)3

е)6

79.Қай жыл
ы Францияда 6
-
тәуліктік ірі қара эмбрионы жынысын анықтаудың
жетілген әдісі ойластырылды?

а)1986

б)1985

с)1988

д)1987

е)1984

80.Ядроларды тасымалдау әдісін ойлап шығарған кім

а)Дж.Герден

б)В.Арбер

с)П.Бэрг

д)Ф.Болвар

е)Р.Родригес

81.Кім алғаш рет әлемде м
онозиготалы қозылар алды?

а)С.Уиладсен

б)В.Арбер


107

с)П.Бэрг

д)Ф.Болвар

е)Р.Родригес

82.Қай жылы С.Уиладсен монозиготалы қозыларды алды?

а)1979

б)1985

с)1988

д)1987

е)1984

83.Кім алғаш рет бұзаулардың эмбриондық клонын алды?

а)С.Полж

б)В.Арбер

с)П.Бэрг

д)Ф.Бо
лвар

е)Р.Родригес

84.Кім ең бірінші монозиготалы лақтар алды?

а)И.Кунода

б)В.Арбер

с)П.Бэрг

д)Ф.Болвар

е)Р.Родригес

85.Бірнеше әр түрлі эмбриондарды біріктіру арқылы пайда болған организмдер

а)генетикалық химера

б)генетикалық трансген

с)олигофенді

д)полиго
фенді

е)триверлі

86.Химерлі малдарды алғаш алу үшін қандай жануар үлгі ретінде
пайдаланылды?

а)тышқан

б)қоян

с)ит

д)мысық

е)егеуқұйрық

87.Геномында бөтен ген (немесе гендер) бар жануарлар



а)трансгенді

б)олигофенді

с)полигофенді

д)химерлі

е)триверлі

88.Г
енді бір биологиялық жүйеде басқа жүйеге жаңа белгілері бар организмнің
жаңа формасын алу үшін жасанды жолмен тасымалдау



а)трансгеноз

б)химера

с)микроиньекция


108

д)трансплантация

е)инверсия

89.Трансгенді жануарларды алу үшін егеуқұйрықтың соматотропин гені
н
тышқанның геномына енгізу


кімнің тәжірибесі

а)Р.Пальмитер

б)В.Арбер

с)П.Бэрг

д)Ф.Болвар

е)Р.Родригес

90.Трансген жануарлар алу үшін тышқанды микроиньекциялау әдісі арқылы
трансплантациялағанда қанша ұрпақ алынып, қаншасы егеуқұйрықтың гені
байқалды

а)2
1 ұрпақ алынып, 7
-
інде егеуқұйрықтың гені;

б) 20 ұрпақ алынып, 6
-
інде егеуқұйрықтың гені;

с) 20 ұрпақ алынып, 7
-
інде егеуқұйрықтың гені;

д) 21 ұрпақ алынып, 5
-
інде егеуқұйрықтың гені;

е) 21 ұрпақ алынып, 3
-
інде егеуқұйрықтың гені;

91.Имплатациялық даму сат
ысындағы ерте эмбрионды бөліп алғаннан
реципиент
-
аналықтардың жатырына тасымалдауға дейін қанша сағат уақыт
кетеді?

а)1
-
5 сағат

б)1
-
6 сағат

с)50 минут

д)30 минут

е)40 минут

92.ТМД елдерінде эмбриондарды трансплантациялау бойынша қанша
орталықтар құрылды

а)
20
-
дан астам

б)30
-
дан астам

с)25
-
тан астам

д)40
-
тан астам

е)50
-
ден астам

93.Трофобластарды зерттеуге негізделген жыныс хромосомаларды талдау
әдщісі неше кезеңнен тұрады?

а)4

б)3

с)2

д)5

е)6

94.Трофобласт клеткасын алу (микробиопсия арқылы) жыныс хромасомал
арды
талдау әдісінің нешінші кезеңі

а)1
-
ші

б)2
-
ші

с)3
-
ші

д)4
-
ші


109

е)5
-
ші

95.Клетканы in vitro жағдайында өсіру жыныс хромасомаларды талдау әдісінің
нешінші кезеңі

а)2
-
ші

б)1
-
ші

с)3
-
ші

д)4
-
ші

е)5
-
ші

96.Хромасома үлгісін дайындау жыныс хромасомаларды талдау әд
ісінің
нешінші кезеңі

а)3
-
ші

б)2
-
ші

с)1
-
ші

д)4
-
ші

е)5
-
ші

97.Үлгіде метафазалық клеткаларды микроскоптан талдау жыныс
хромасомаларды талдау әдісінің нешінші кезеңі

а)4
-
ші

б)2
-
ші

с)3
-
ші

д)1
-
ші

е)5
-
ші

98.Жануарлар сома клеткалардың организмнен тыс ортада қосы
лу
қабілеттілігін алғаш рет 1960 жылы кім байқады?

а)Ж.Барский

б)В.Арбер

с)П.Бэрг

д)Ф.Болвар

е)Р.Родригес

99.Ж.Барский қай жылы жануарлар сома клеткалардың организмнен тыс ортада
қосылу қабілеттілігін байқаған?

а)1960 ж

б)1962 ж

с)1963 ж

д)1964 ж

е)1955 ж

100. ....лимфоцит және рак клеткасының қосылуы нәтижесінде түзілген
гибридтік клетка

а)гибридома

б)олигофенді

с)полигофенді

д)химерлі

е)триверлі




110


Қазақ инновациялық гуманитарлық заң университеті


Пәннің оқу
-
әдістемелік қаматылу картасы



«
Гендік инженери
я
» пәні бойынша оқу процессінің оқу
-
әдістемелік
құралдармен қамтылу картасы




Пән





Гендік
инженерия

Студ.
саны

Автор, атауы, шығу мәліметтері (негізгі,
қосымша)

1




25

Глик Б.

Молекулярная биотехнология / Б.
Глик, Дж. Пастернак. Принципы и
прим
енение. М.: Мир, 2002.
(
негізгі
)


2

Щелкунов С.Н.

Генетическая инженерия /

С.Н. Щелкунов. Новосибирск: Сибирское
университетское издательство,
2004.
(
негізгі
)


3

С.Ж. Стамбеков, О.С. Короткевич, В.Л.
Петухов. Генетика, Нов., 2006.
(
қосымша
)


4

С
.Ж. С
тамбеков. Генетика. Нов., 2000.

(
қосымша
)

5

Клонирование ДНК. Методы / Под ред. Д.
Гловера. М.: Мир, 1988.

(
қосымша
)

6

Новое в клонировании ДНК. Методы / Под
ред. Д. Гловера. М.:Мир,1989.

(
қосымша
)





Оқытушы


Букабаева Ж.Т.


Кітапханашы Дубаева З.Г.




Приложенные файлы

  • pdf 17849177
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 7

Добавить комментарий