Негізгі айырмашылық – гендік инженерия мен рекомбинантты ДНҚ технологиясы
Ағзалардың генетикалық материалдарын гендік инженерия әдістері немесе рекомбинантты ДНҚ технологиясы арқылы өзгертуге болады. Рекомбинантты ДНҚ технологиясы - бұл қызықты ДНҚ және векторлық ДНҚ тасымалдайтын рекомбинантты ДНҚ молекуласын жасау үшін қолданылатын процесс, ал гендік инженерия - организмнің генетикалық құрылымын манипуляциялауға қатысатын процестерді сипаттау үшін қолданылатын кең термин. Бұл гендік инженерия мен рекомбинантты ДНҚ технологиясы арасындағы негізгі айырмашылық.
Гендік инженерия дегеніміз не?
Гендік инженерия - ағзаның генетикалық құрылымын манипуляциялауға қатысатын әдістер жиынтығына қатысты қолданылатын кең термин. Гендік инженерия in vitro жағдайында (тірі ағзадан тыс, бақыланатын ортада) орындалады.
Гендер өсу мен даму үшін маңызды белоктар мен басқа ақуыз прекурсорлары үшін кодталған. Ғалымдар гендердің орналасуын, экспрессиясын, геннің реттелуін және т.б. зерттегісі келгенде, олар сол белгілі бір генді енгізілген генді репликациялауға және рекомбинантты ДНҚ технологиясын қолдана отырып, қажетті геннің бірнеше көшірмелерін жасауға қабілетті қабылдаушы бактерияға енгізеді. Ол белгілі бір ДНҚ фрагменттерін кесуді, оларды басқа ағзаға енгізуді және оларды трансформацияланған организмде экспрессиялауды қамтиды. Бөгде ДНҚ енгізілген кезде ағзаның генетикалық құрамы өзгереді. Сондықтан оны гендік инженерия (озық әдістерді қолданып генетикалық манипуляция) деп атайды. Ағзаның генетикалық құрылымын басқарғанда, ағзаның сипаттамалары өзгереді. Ағзалардың қажетті өзгерістеріне әкелуі үшін сипаттамаларды жақсартуға немесе өзгертуге болады.
Гендік инженерияда бірнеше негізгі қадамдар бар. Олар, атап айтқанда, ДНҚ-ны бөлшектеу және тазарту, рекомбинантты ДНҚ өндіру (рекомбинантты вектор), рекомбинантты ДНҚ-ны иесі ағзаға айналдыру, хостты көбейту (клондау) және трансформацияланған жасушаларды скрининг (дұрыс фенотиптер).
Гендік инженерия өсімдіктерді, жануарларды және микроорганизмдерді қоса алғанда, организмдердің кең ауқымына қолданылады. Мысал ретінде, өсімдіктердің генетикалық инженериясын қолдана отырып, гербицидтерге төзімділік, құрғақшылыққа төзімділік, жоғары қоректік құндылық, тез өсетін, жәндіктерге төзімділік, су астына төзімділік және т.б. сияқты пайдалы қасиеттерді енгізу арқылы трансгенді өсімдіктерді алуға болады. Трансген сөзі генетикалық түрлендірілген организмдерге қатысты. Қазіргі уақытта гендік инженерия арқасында жақсартылған сипаттамалары бар трансгенді дақылдарды өндіру мүмкін болды. Трансгендік жануарларды да 01-суретте көрсетілгендей адамның фармацевтикалық препараттарын өндіру үшін өндіруге болады.
1-сурет: Генетикалық жолмен жасалған жануарлар
Гендік инженерияның биотехнологияда медицина, ғылыми-зерттеу, ауыл шаруашылығы және өнеркәсіп салаларында кең қолданулары бар. Медицинада гендік инженерия гендік терапияны және адамның өсу гормондарын, инсулинді, әртүрлі препараттарды, синтетикалық вакциналарды, адам альбуминдерін, моноклональды антиденелерді және т.б. өндіруді қамтиды. Ауыл шаруашылығында соя, жүгері, мақта және басқа да дақылдар сияқты генетикалық түрлендірілген дақылдар. белгілі бір құнды сипаттамалар гендік инженерия көмегімен жасалады. Өнеркәсіпте гендік инженерия экономикалық пайдалы өнімдерді, әсіресе белоктар мен ферменттерді өндіруге қабілетті рекомбинантты микроорганизмдерді жасау үшін кеңінен қолданылады. Қоршаған ортаның ластануын бақылау (биоремедиация), металдарды алу (биоминизация), синтетикалық полимерлерді өндіру және т.б.гендік-инженерлік микроорганизмдерді қолданатын салаларда да мүмкін. Зерттеулерде гендік инженерия адамның кейбір ауруларының жануарлар үлгілерін жасау үшін қолданылады. Генетикалық түрлендірілген тышқандар – зерттеушілер қатерлі ісік, семіздік, жүрек аурулары, қант диабеті, артрит, есірткі тұтыну, алаңдаушылық, қартаю, Паркинсон ауруы және т.б. емдеу әдістерін зерттеу және табу үшін пайдаланатын ең танымал жануар үлгісі.
Рекомбинантты ДНҚ технологиясы дегеніміз не?
Рекомбинантты ДНҚ технологиясы – екі түрлі түрдің (векторлық және шетелдік ДНҚ) ДНҚ-сы бар рекомбинантты ДНҚ молекуласын дайындауға және клондауға қатысты технология. Бұл рестриктаза және ДНҚ лигаза ферменті арқылы жүзеге асады. Рестрикциялық эндонуклеазалар - бұл ДНҚ-ны кесетін ферменттер, олар ағзадан қызықты ДНҚ фрагменттерін бөлуге және векторларды, негізінен плазмидаларды ашуға көмектеседі. ДНҚ лигазасы - рекомбинантты ДНҚ құру үшін бөлінген ДНҚ фрагментінің ашық вектормен қосылуын жеңілдететін фермент. Рекомбинантты ДНҚ (бөтен ДНҚ-дан тұратын вектор) жасау негізінен қолданылатын векторға байланысты. Таңдалған вектор қолайлы хост жасушасында оған ковалентті түрде қосылған кез келген ДНҚ сегментімен өзін-өзі репликациялауға қабілетті болуы керек. Ол сондай-ақ сәйкес клондау сайттарын және скрининг үшін таңдалатын маркерлерді қамтуы керек. Рекомбинантты ДНҚ технологиясында жиі қолданылатын векторлар бактериялар мен бактериофагтардың плазмидалары болып табылады (бактерияларды жұқтыратын вирустар).
02-сурет: Рекомбинантты ДНҚ синтезі
Рекомбинантты ДНҚ жаңа белоктар жасау, гендердің құрылымдары мен функцияларын зерттеу, ақуыз қасиеттерін басқару, ақуыздардың көп мөлшерін жинау және т.б. мақсатында өндіріледі. Сондықтан синтезделген рекомбинантты ДНҚ иесінің ішінде репликациялануы және экспрессиясы қажет. Демек, рекомбинантты ДНҚ технологиясы гендік инженерияда болатын барлық процесті қамтиды, нақты ДНҚ-ны оқшаулау қадамынан бастап енгізілген ерекшеліктен тұратын трансформацияланған жасушаларды скринингке дейін. Сондықтан рекомбинантты ДНҚ технологиясы мен гендік инженерияны бір негізгі мақсаты бар өзара байланысты екі процесс ретінде қарастыруға болады: қызықты ДНҚ кірістіруін оқшаулау, қолайлы векторды таңдау, рекомбинантты ДНҚ молекуласын қалыптастыру үшін векторға ДНҚ инсертін (шетелдік ДНҚ) енгізу., рекомбинантты ДНҚ молекуласын қолайлы қожайынға енгізу және трансформацияланған хост жасушаларын таңдау.
Гендік инженерия мен рекомбинантты ДНҚ технологиясының айырмашылығы неде?
Гендік инженерия және рекомбинантты ДНҚ технологиясы |
|
| Гендік инженерия - ағзаның генетикалық құрылымын басқару үшін қолданылатын процесті білдіретін кең термин. | Рекомбинантты ДНҚ технологиясы – екі түрлі түрдің ДНҚ-сы бар рекомбинантты ДНҚ молекуласын жасау үшін қолданылатын әдіс. |
| Рекомбинантты ДНҚ синтезі | |
| Рекомбинантты ДНҚ өндіріледі | Рекомбинантты ДНҚ молекуласы түзіледі. |
Қорытынды – Генетикалық инженерия және рекомбинантты ДНҚ технологиясы
Гендік инженерия - құнды сипаттамалар үшін ағзаның генетикалық материалын (ДНҚ) манипуляциялаумен айналысатын молекулалық биология саласы. Рекомбинантты ДНҚ технологиясы - рекомбинантты ДНҚ жасау үшін қолданылатын әдістер. Екі процесте де организмнің генетикалық материалын манипуляциялау орын алады. Гендік инженерия мен рекомбинантты ДНҚ технологиясының арасында айырмашылық бар болса да, олар өзара байланысты және рекомбинантты ДНҚ технологиясын қолданбай гендік инженерия мүмкін емес еді.
