|
«biotexnologiya» kafedrasi
|
| bet | 12/109 | | Sana | 22.02.2023 | | Hajmi | 3.04 Mb. | | #43169 |
Bog'liq Biotexda bioxavfsizlik majmua 2022 Osimlikshunoslik Документ Microsoft Word, Apakxujayeva. Suv omborlari gidravlikasi, Fizikaning zamonaviy tatqiqot usullari MT, Aholi statistikasi B B Usmonov, A D Abdurahmonov Darslik Toshkent, 3333, 8-dekabr, Документ Microsoft Word, 01.2021, Manual TFP unified (2), Universitet Yoshlar ittifoqi takomillashtirish to`g`risida , 1-11, 4ma\'ruza, Izzatullayev, Toshpulatov taqriz ekologiya, эконометрикаNazorat uchun savollar
Xavfsizlik deganda qanday tushunchalarga egasiz?
Biologik xavflarga qanday omillar sabab boʻlishi mumkinligini izohlab bering?
Xavfsizlikning asosiy prinsiplariga izoh bering?
Biotexnologiyaning harbiy boʻlmagan xavfsizlik aspektlariga ijobiy ta’sirlardan nimalarni bilasi?
7-ma’ruza: Gen muhandisligi
Reja:
1. Molekulyar biologiya gen muhandisligining poydevori
2. Nuklein kislotalarning strukturaviy va funksional xususiyatlari.
3. Bakteriya klonlari va shtammlarini olish.
4. Transformatsiya va transduksiya hodisasi.
Mavzu boʻyicha asosiy tushuncha va iboralar: Biotexnologiya, Gen, DNK, irsiyatni suniy boshqarish, genetik kod, transgenli navlar, genom texnologiyasi, transduksiya, transformatsiya, genom bibliotekasini tuzish, restiktazalar, ligazalar, nukleazalar, revertazalar fermentlarini vazifalari.
Ma’ruza mavzusi bayoni
Hozirgi vaqtda qaysi produtsent mikroorganizmdan foydalangan holda foydali maxsulotlar olish mumkinligini aniq koʻrsatib berish mumkin. Agarda bunday produtsent boʻlmasa, qay tariqada va qanday sharoitda yuqori darajada istalgan turdagi maxsulotni olish xususiyatni namoyon qiluvchi produtsentni yaratish mumkinligini oldindan aytib berish imkoniyatlari mavjuddir.
Biotexnologik ishlab chiqarishda bugungi kunda mikroorganizmlarni minglab shtammlaridan foydalanilmoqda.
Oʻzbekiston respublikasi mustaqillikka erishgandan soʻng qishloq xoʻjaligi, xalq xoʻjaligi va oziq-ovqat ishlab chiqarish sohasiga boʻlgan munosabat tubdan oʻzgardi. Shu boisdan oziq-ovqat maxsulotlari ishlab chiqarish sohasi mutaxassislari jahon xalq xoʻjaligida keng koʻlamda qoʻllanilayotgan biotexnologiya fanini zamonaviy koʻrinishlaridan biri boʻlgan gen muxandisligi usullarini mukammal egallashlari va amaliyotga tadbiq eta olishlari lozim.
Biotexnologiyada gen muxandisligi sohasini oʻrganishdan maqsad, tirik organizmlar irsiy belgilari xaqidagi axborot joylashgan DNK molekulasining tuzilishi va roli, gen molekulyar biologiyasi; genetik muxandislikning moddiy asoslari: transformatsiya, transduksiya, koʻchib yuruvchi genetik elementlar-transpozonlar, plazmidlar, viruslar, bakteriofaglar, restriktazalar, rekombinant DNK olish, genlarni klonlash, hujayra muxandisligi, hujayra va toʻqimalarni sun’iy sharoitda oʻstirish texnologiyasi; genetik muxandislikning oʻsimliklar seleksiyasida qoʻllanilishi; gen muxandisligiga asoslangan biotexnologiyaning agrar sanoatdagi ilmiy-texnik taraqqiyotni tezlashtirishdagi roli; gibridomalar olish texnologiyasi va uning qishloq xoʻjaligida va chorvachilikda qoʻllanilishi hamda genetik muxandislikning istiqbollari haqidagi aniq bilimlarni oʻrganishdan iborat.
Ushbu fanning asosiy vazifasi zamonaviy gen muxandisligi yutuqlarini xalq xoʻjaligi amaliyotida keng koʻlamda qoʻllashdan iborat.
Tirik organizmlar irsiy axborotini sun’iy yoʻl bilan ma’lum maqsadga muvofiq oʻzgartirish jarayoni genetik muxandislik fanining asosiy ustqurmasi hisoblanadi. Genetik muxandislik hujayra, xromosoma va gen darajasida amalga oshiriladi:
1. Hujayra darajasidagi genetik muxandislik ikki hujayrani oʻzaro qoʻshish yoʻli bilan amalga oshiriladi.
2. Xromosoma darajasidagi genetik muxandislik hujayra yadrosiga qoʻshimcha xromosomalar kiritish orqali amalga oshiriladi.
3. Gen darajasidagi genetik muxandislik yoki gen muxandisligi eng murakkab boʻlib, quyidagi bosqichlar asosida amalga oshiriladi:
a. Qimmatli xoʻjalik ahamiyati kasb etadigan gen funksiyasi orqali qidirib topiladi, ajratib olinadi, klonlanadi va tuzilishi oʻrganiladi.
b. Ajratib olingan gen xromosoma DNK si bilan rekombinatsiyalanuvchi biror fag genomi, traspozon yoki plazmid DNK si bilan biriktirilib vektor konstruksiya yaratiladi.
s. Vektor konstruksiya transformatsiya usuli bilan hujayraga kiritiladi va transgen hujayra olinadi.
Transgen hujayradan sun’iy ravishda yetuk oʻsimlik oʻstiriladi. Ushbu usuldan foydalanib oʻsimlik, hayvon va mikroorganizmlar hujayralaridan transgen formalar olish mumkin.
Biotexnologiyada gen muxandisligi yutuqlarini chuqur oʻrganish va ulardan oqilona foydalanish transgen oʻsimliklar va hayvonlar olish biotexnologiyasining yuzaga kelishida asosiy omil boʻlib xizmat qildi. Bu usul bilan qimmatli xoʻjalik ahamiyatiga ega boʻlgan bir qator oʻsimliklar va nasldor qoramol klonlari yaratildi.
Hujayra muxandisligi usullaridan foydalanib, tirik organizmlardan gibrid hujayralar olish biotexnologiyasi yaratildi va bu asosida monoklonal antitelalar olish yoʻlga qoʻyildi. Biotexnologiyaning bu sohasiga dastlabki qadamlar 1973 yil birinchi gen klonlangan vaqtdan boshlab qoʻyilgan edi (2-jadval).
Gen muxandisligi biotexnologiyasining yutuqlari sanoat koʻlamida va qishloq xoʻjaligida keng qoʻllanilmoqda. Xususan, antibiotiklar, aminokislotalar, vitaminlar va gormonlar ishlab chiqarilmoqda, nasldor qoromol klonlari yaratilmoqda, tuproqda va suvda zaharli pestitsid qoldiqlarini parchalaydigan mikroorganizmlarni transgen shtammlari olinmoqda, atmosfera azotini oʻzlashtiruvchi mikroorganizmlar genlari asosida tuproqni azotli oʻgʻitlar bilan boyitish muammosi yechilmoqda, zararli xasharotlarga va patogen mikroorganizmlarga chidamli, ekologiyani asrovchi transgen oʻsimlik navlari yetishtirilmoqda, irsiy kasalliklarni tezkor tashxis qilish uchun diagnostikumlar tayyorlanmoqda, shuningdek, gen terapiya takomillashtirilmoqda.
Bugungi kunda genetik muxandislikka asoslangan biotexnologiya tezkor oshib borayotgan, inson extiyojlarini qondirish uchun klassik texnologiyalardan oʻta samarali ekanligini toʻla namoyon qilmoqda.
Tirik organizmda oldindan mavjud qolip asosida yangi DNK molekulasining yaratilishi nuklein kislotalarining sintezlanish yoʻlidir. Mavjud DNK molekulasidan nusxa olish replikatsiya deb ataladi.
Replikatsiya jarayoni DNK-polimeraza I, II, III, DNK-ligaza va revertaza fermentlari yordamida amalga oshadi. rep-belok yordamida DNK qoʻsh zanjiri ajraladi va DNKga bogʻlanadigan oqsil molekulalari yordamida DNKaning ajralgan zanjirlari stabil holatda saqlanib turiladi. DNK-polimeraza III fermenti DNK ning 3’ uchidan 5’ uchigacha DNKning bitta zanjirini toʻla sintez qilish qobiliyatiga ega. DNK sintezi faqat DNK ning 3’ uchidan 5’ uchiga qarab borishi tufayli DNK ning ikkinchi zanjiri praymaza, DNK-polimeraza I va DNK-ligaza fermentlari yordamida amalga oshadi.
Praymaza (revertaza) fermenti yordamida DNK ning ikkinchi zanjiri sintezi uchun praymer sintez qilinadi va DNK-polimeraza III fermenti yordamida praymer nukleotidlar ketma-ketligidan DNK sintezi boshlanadi va DNK-polimeraza I fermenti yordamida bu nukleotidlar ketma-ketligi bir oz uzaytiriladi. Koʻplab hosil boʻlgan DNK fragmentlari DNK-ligaza fermenti yordamida ulanadi. Bu jarayon DNK ning ikkinchi zanjiri toʻla sintez boʻlguncha davom etadi. Yangi DNK zanjiri tayyor DNKning nusxasiga, matritsasiga qarab tuziladi. Bu jarayonda matritsa vazifasini DNK qoʻsh zanjirining bir ipi bajaradi.
RNK sintezi jarayoni transkripsiya deb ataladi. Har uchala tipdagi RNK sintezi turli tipdagi RNK-polimeraza (RNK-polimeraza I,II,III) fermentlari yordamida amalga oshiriladi. RNK sintezi RNK-polimeraza I fermenti, iRNK RNK-polimeraza II fermenti va tRNK hamda kichik oʻlchamli yadro RNK si molekulalari RNK-polimeraza III fermenti yordamida amalga oshiriladi. Hamma RNK molekulalari sintezi uchun DNK ning bitta ipi matritsa vazifasini oʻtaydi.
Oqsil sintezi ribosomalarda oʻtadi. Ribosoma hujayra metabolizmi uchun zarur boʻlgan oqsillar sintezini DNK dan olingan informatsiya asosida kodlash mexanizmiga muvofiq amalga oshiradi
DNK zanjiridan olingan iRNK nukleotidlar tartibi shaklidagi informatsiya ribosoma yordamida oqsil molekulasidagi aminokislotalar tartibiga koʻchiriladi. Oqsil sintezi jarayoni translyasiya (tarjima qilish) deb ataladi. Nuklein kislotalarda har bir aminokislotalarni taniydigan va tanlab biriktirib olib tashishda vositachilik qiladigan birin-ketin uchta nukleotidlar kombinatsiyasi mavjudki, bu oʻz navbatida aminokislota kodi, oqsil kodi, kodon, keng ma’noda genetik kod deb yuritiladi.
Oqsil molekulasiga kiradigan aminokislotalar 20 ta boʻlganligidan kodonlar soni ham 20 dan kam boʻlishi mumkin emas. Bunda hosil boʻladigan kombinatsiyalar soni 64-43, kodlanadigan aminokislotalar sonidan ancha koʻp, lekin ma’lum boʻldiki 20 ta aminokislotadan 18 tasi bittadan ortiq 2, 3, 4, va 6 kodon bilan kodlana olar ekan. Bundan tashqari, uchta kodon UAA, UAG, UGS aminokislotalarni kodlamaydi va polipeptid zanjirining tugaganidan darak beradi, ular terminatorlar «tugatuvchilar» deb ataladi. Poliribosomalarda oqsil sintezi iRNKning 5’ oxiridan boshlanib 3’ oxirida tugaydi. Oqsil sintezi tugagach iRNK ribosomadan ajralib chiqadi va ribosoma ikkita subparchalarga dissotsiatsiyalanadi.
Viruslar bilan prokariot hujayralar orasidagi materialning koʻchirilishini, tabiiy sharoitda bakteriyalarda oʻtadigan rekombinatsiya mexanizmlarini oʻrganish, plazmidalar va moʻtadil faglarning hujayradagi hayotini tushunish genlar ustida turli manipulyasiyalar oʻtkazish imkoniyatini beradi. Olimlar qoʻlida DNKning kerakli bir qismini bakteriya hujayrasiga koʻchirib oʻtkazadigan sistema plazmidalar ham bor . Bunday transmissiv koʻchirib oʻtkazuvchi xalqali molekulalar plazmidlar va moʻtadil viruslar vektor deb ataladi
Ular tabiatning oʻzi biologlarga taqdim qilgan sovgʻa boʻladi. Shunday ekan, endi bakteriyalarni kulturada (ular oʻsadigan muhitda) insonlar uchun kerakli oqsillarni, fermentlarni sintezlashga majbur qilib boʻlmasmikan degan savol tugʻiladi?
Bu gʻoyalarning amalda yuzaga chiqishi gen muxandisligi yoki genetik muxandislik deb ataladigan va katta istiqbolga ega boʻlgan yangi sohani dunyoga keltirdi.
Gen muxandisligi qisqacha aytganda, genlar ustida turli manipulyasiyalar oʻtkazish, ularni toʻla oʻrganish asosida funksional qismlarga boʻlish, kerakli joyidan kesish, kerak emas qismini olib tashlash, kerak boʻlgan qismlarini boshqa genlardan yoki sintez yoʻli bilan olib ulash va shu usulda tayyorlangan duragay yoki rekombinant genni muvofiq organizmga kiritib (masalan odamning insulin genini mikrob hujayraga yoki sichqonningoʻsish garmoni genini kalamushga), zarur turlarni yoki preparatlarni sintez qilish va xakozo gʻoyalar va texnologiyalarning yigʻindisidir (6-chizma).
Ayrim DNK molekulalari genlar bir turinng koʻp nusxasini hosil qilish uchun ilgaridan hujayralarning toza liniyalarini olishda koʻpdan beri ishlatiladgan klonirlash texnikasining molekulalariga moslashtirilgan varianti qoʻllanadi. Hujayra liniyalarining bir xilliginiklonirlash usuli bilan kuchaytirish mumkin. Klon deb birdan-bir old hujayradan kelib chiqqan hujayralar populyasiyasiga aytiladi. Klonirlash asosan mutant hujayralar olish uchun ishlatiladi. Molekulyar klonirlash DNK ning aniq bir namunasini toza holda koʻpaytirishdan iborat.
Gen muxandisligi- molekulyar genetika sohasi; genlarning tabiatda uchramaydigan yangi birikmalarini genetik va biokimyoviy usullar yordamida maqsadga muvofiq holda vujudga keltirish bilan shugʻullanadi. Muayyan organizm hujayrasidan ajratib olingan gen yoki genlar guruhini nuklein kislotaning maʼlum molekulalari bilan biriktirib, hosil boʻlgan duragayni boshqa organizm hujayrasiga kiritishga asoslangan. Viruslar va b. har qanday tirik mavjudot hujayralarining irsiy programmasini maqsadga muvofiq modellashtirish, yangi shtamm virus va mikroorganizmlar, oʻsimlik, hayvon hujayralarining yangi xillarini, oʻsimlik navlari va hayvon zotlarining q. x. uchun zarur shakllarini yaratish va b. G. i. vazifasidir. AQSH olimi P. Berg xodimlari bilan birga virus va mikroorganizmlar irsiy molekulasi qismlarini probirkada ulab, rekombinant DNK olishi G. i. ning vujudga kelishiga asos soldi (1972). G. i. umumiy genetika, molekulyar genetika, molekulyar biologiya, bioorganik kimyo, mikrobiologiya, oʻsimlikshunoslik kabi biologik fanlar nazariyalari hamda tadqiq etish usullarining bir-birini toʻldirishi tufayli shakllandi. G. i.ning rivojlanishida genetik enzimologiya va nuklein kislotalar kimyosi yutuklari katta ahamiyatga ega. Molekulyar darajada olib boriladigan ishlar natijasi ikki xil ferment — restriksiyey endonukleaza va ligazaga bogʻliq. Restriktazalardan (300 dan ortiq xili bor) DNK molekulasini har xil qismlarga ajratishda, ligazadan esa ularni yana qayta birlashtirishda foydalaniladi. G. i.da eng koʻp ishlatiladigan restriktaza (Yeso Rb) 1971 y.da olingan. G. i.ning rivojlanish tarixi in vitro sharoitida (organizmdan tashqarida) rekombinant DNK molekulalarini, yaʼni har xil plazmidalar (xromosomalarsiz, mustaqil yashash xususiyatiga ega DNK halqa molekulalari), hattoki plazmida bilan faglar orasida duragaylar yoki vektor molekul alar (xoʻjayin hujayrada mustaqil qayta tiklana olish xususiyatiga ega DNK molekulasi) olish mumkinligini prinsipial isbotlashdan boshlangan. Keyinchalik prokariotlar (shakllangan yadrosi yoʻq organizmlar)ga taalluqli xromosoma genlari bilan har xil plazmidalar orasida rekombinant molekulalar olindi. Vektor molekulalarga eukariot (shakllangan yadroga ega) organizm (asosan, hayvon va oʻsimlik) genlari DNKsini kiritish G. i.ning katta yutugʻidir. Natijada hayvon genlarini bakteriya hujayralarida koʻpaytirish va ekspressiya qilish (genlarni klonlash) imkoniyati vujudga keddi. Nihoyat, G. i. bilan hujayra injeneriyasi yutuqlarining sintezi tufayli biotexnologiya fani shakllandi.gen injeniriyasi - asosan oʻzida yashirin genlarni saqlaydi va ularning chatishish natijasida yangi gen hosil qiladi. G.i birinchilardan boʻlib Ch.Darvin ham oʻz ma’lumotlarini berib oʻtgan.G.i da birinchi boʻlib 1865 yilda G.Mendel oʻzining birinchi tajribasini oʻtkazadi.U oʻzining bu tajribasini sariq va yashil noʻxotlar ustida olib boradi. Va u oʻzining bu tajribasi bilan g.i ni yanada ochiqroq tarza oʻrgatadi.
|
| |
