Mavzu : Plazmidlar va vektor sistemalar

120 
Vektorlar tuzilish strukturasiga ko‘ra 5 guruxga bo‘linadi. 
► Plazmidli 
► Fagli
► Kosmidli 
► Bukilgan
► Achitqining sun’iy xromosomasi 
► Bakteriyaning sun’iy xromosomasi 
YUqorigilardan eng ko‘p tarqalgan turi bu plazmidli vektorlar bo‘lib, bunda turli xildagi 
plazmidlar qo‘llaniladi.Quyida pibiar 322 plazmid asosidagi vektorining strukturaviy 
tuzilishi keltirilgan. 
Mazkur plazmid restriksion fermentlar tanuvchi VAMX saytlari, ampitsilin, tetratsiklin va 
transkripsiya initsiatsiyasini boshlovchi ori sayt va kerakli nusxalarni ta’minlovchi kos 
saytlaridan iborat. 
Turli manbalarga ega vektorlar ko‘rincha elementar bir xil birliklardan iborat bo‘lib ba’zan 
spetsifik farqlanishlarga ega. Quyida turli manbalarga ega vektor sistemalar keltirilgan. 
Komidali vektorning tuzilishi 

121 
Bukilgan vektorning strukturasi 
Insonlar qadim zamonlardan beri ongli ravishda sutdan qatiq, bug‘doydan bo‘za va xamirturush, 
meva sharbatlaridan sharob yoki sirka tayyorlash texnologiyasidan foydalanib kelganlar, biroq 
bu maxsulotlar mikroblar yoki bakteriyalar ishtirokida hosil bo‘lishini tasavvur ham qilmaganlar. 
Faqat XIX asr o‘rtalariga kelib buyuk fransuz olimi Lui Paster tomonidan pasterizatsiya usuli 
yaratilishi (sut va meva sharbatini 100S qizdirish yo‘li bilan ularni bijg‘ish jarayonidan xalos 
qilish pasteri- 
zatsiya deb ataladi) biotexnologiyada mikroorganizmlardan ongli ravishda foydalanishga asos 
soldi.Ma’lumki, bir bakteriya hujayrasining bir necha marta uzluksiz bo‘linishi natijasida hosil 
bo‘lgan bakteriyalar avlodining koloniyasi bakteriya kloni deb ataladi Klondan ajratib olingan 
harbir hujayra bo‘linganda irsiy belgilar o‘zgarmasdan avlod hujayraga o‘tadi. 
Klonlash usuli bilan mutant shtammlarning maqsadga muvofiqlari seleksiya qilinadi va 
biotexnologik jarayonda ishlatiladi. So‘nggi yillarda gen injenerligi usuli bilan xoxlagan genning 
istalgan nukleotidini almashtirish biotexnologiyasi ishlab chiqildi. 
Hozirgi kunda bu usul takomillashtirilmoqda. Bu usul yo‘naltirilgan mutatsiya deb ataladi. 
Transformatsiya. Ma’lum sharoitda bir organizm irsiy molekulasi har qanday bo‘lagining 
ikkinchi organizm irsiy malekulasi tarkibiga birikish hodisasiga transformatsiya deb ataladi. Gen 
injenerligi usuli bilan organizmning irsiyatini o‘zgartirishda transformatsiya keng qo‘llaniladi. 
Transformatsiya 1928 yilda Griffit tomonidan kashf etildi. Transduksiya. Maxsus tuzilishga ega 
bo‘lgan DNK bo‘lagining xromosoma bilan birikishi va undan ajralib chiqish jarayoniga 
transduksiya deb aytiladi. Transduksiya AQSH olimi Lvov tomonidan 1953 yilda kashf etilgan. 
Bu kashfiyotga qadar bakteriya hujayrasiga faglar (viruslarning bakteriya hujayrasida 
ko‘payadigan xili) kirganda ularning hujayrada ko‘payishi va oqibatda bakteriya yorilib o‘lishi 
ma’lum edi. Fag bilan zararlangan bakteriya koloniyasi yo‘qoladi, ya’ni lizislanadi. SHu sababli 
bu jarayon faglarning litik reaksiyasi deb ataladi. Ayni 

122 
vaqtda fag bilan zararlangan bakteriya hujayralarining ayrimlari ofatda qutilib qolishi kuzatilgan. 
Ofatdan qutilgan bakteriya lizogen bakteriya, bu jarayon esa lizogen reaksiyasi deb ataladi. 
Lizogen bakteriyadan spantan ravishda, ya’ni o‘z-o‘zidan yoki fizik-kimyoviy ta’sir natijasida 
fag irsiy molekulasi ajralib chiqib, muhitdagi boshqa bakteriyalarni zararlantiradi va nixoyat 
ularni o‘ldiradi yoki ayrim xollarda bakteriya xromosomasi bilan birikib profag holatiga o‘tadi. 
Transduksion rekombinatsiya umumbiologik ahamiyatga ega, chunki bu jarayon barcha turga 
mansub bakteriya hujayralarida sodir bo‘ladi. Transduksion rekombinatsiya gen injenerligida 
keng qo‘llaniladi. 
Plazmidlar. Bakteriyalar va tuban eukariot organizmlarda asosiy xromosomadan tashqari, 
qo‘shimcha xromosomalar ham mavjuddir. Bu qo‘shimcha xromosomalar plazmidlar deb 
ataladi. Plazmidlar XX asrning 50 yillarida Amerikalik olim Dj. Lederberg tomonidan kashf 
qilingan. Plazmidlar hujayraning asosiy xromosomasidan 20-1000 barobar kichik DNK qo‘sh 
zanjirli xalqasidan iborat. Plazmidlar o‘rtacha 3-10 dona genlardan iborat bo‘lib, ikkiga 
bo‘linadi. Bularning birinchisi transpazon yoki bakteriofag irsiy molekulasi kabi hujayra asosiy 
xromosomasining maxsus DNK izchilligini kesib, rekombinatsiya bo‘laoladigan plazmidlar. 
Bunday rekombinatsiyalanuvchi plazmidlar transmissibl, ya’ni nasldan-naslga o‘tuvchi pla-
zmidlar deb ataladi. Transmissibl plazmid asosiy xromosomaga birikkandan keyin o‘z 
mustaqqilligini yo‘qotadi. Asosiy xromosomadan mustaqil ravishda o‘z-o‘zini replikatsiya qila 
olmaydi. Ayni paytda bunday plazmidlarda joylashgan genlar asosiy xromosomada o‘z 
faoliyatini bajaradi. Hujayra bo‘linganda rekombinatsiyalanuvchi plazmid genlari asosiy 
xromosoma genlari bilan birikkan holda nasldan-naslga beriladi. 
Plazmidlarning ikkinchi xili avtonom holda replikatsiyalanuvchi plazmidlar deb ataladi. 
Bunday plazmidlar asosiy xromosomaga birika olmaydi, asosiy xromosomalardan muss taqil 
ravishda o‘z-o‘zini replikatsiya qilish yo‘li bilan o‘nlab va hatto yuzlab marta ko‘paytira oladi. 
Avtonom plazmidlar bakteriya yoki zamburug‘ bo‘linganda qiz hujayralar orasida tasodifiy 
ravishda taqsimlanadi. SHuningdek avtonom plazmid bir hujayradan ikkinchisiga hujayra 
qobig‘i va membranasining teshiklaridan ham o‘ta oladi. Plazmidlar tarkibi, asosan antibiotik 
yoki zaharli toksin parchalovchi ferment sintez qiladigan genlardan iborat. SHu tufayli 
plazmidlar bakteriya va zamburug‘larning antibiotik va zaxarli taksinlarga chidamliligini 
ta’minlaydi. Plazmidning antibiotik parchalovchi genlari bir plazmiddan ikkinchisiga 
transpazonlar bilan birikkan xolatda ham ko‘chib o‘ta oladi. Bu molekulyar jarayon kasallik 
chiqaruvchi mikroblarning antibiotiklarga chidamliligini nihoyatda oshiradi. Restriksion 
endonukleazalar. Tabiatda biror mikroorganizm hujayrasiga tashqaridan yot genetik material 
kirsa u darxol hujayra nukleaza fermentlari ishtirokida parchalab tashlanadi. DNK molekulasini 
mayda bo‘laklarga bo‘luvchi fermentlar kesuvchi endonukleazalar yoki restriktazalar deb ataladi. 
Har bir restriktaza to‘rt yoki ko‘proq maxsus nukleotid juftlarni tanib olib bog‘lanadi va DNK 

123 
molekulasini kesadi. Ayrim restriktazalar DNK qo‘sh zanjirini qaychi singari shartta ikki 
bo‘lakka bo‘ladi. 
Shu bilan birga qo‘sh zanjir DNK molekulasini “yopishqoq” uchlar hosil qilib kesuvchi 
restriktazalar ham mavjud. EcoRi, Vam+Hi (iko er bir, bamash bir) kabilar shular jumlasidandir. 
Restriktazalar funksiyasi jixatidan transpozazaga o‘xshashligi ko‘rinib turibdi. SHuning uchun 
ham bu restriktazalar hosil qilgan “yopishqoq” uchlardan foydalanib, har xil DNK bo‘laklarini 
bir-biriga bog‘lash soddalashadi. Ana shu xususiyati tufayli bu xil restriktazalar gen injenerligida 
keng qo‘llaniladi. Hozirgi kungacha 500dan ortiq xilma-xil restriktazalar tozalanib olingan va 
o‘rganilgan. 
Odatda mikroorganizm irsiy moddasining xromosomasi bir necha million nukleotid 
juftlari izchilligidan iborat. O‘simlik yoki hayvon genomi bir necha yuz milliondan to 1 
milliardgacha nukleotid juftlari izchilligidan tuzilgan. Ana shunday buyuk molekulani yuqorida 
qayd qilingan xilma-xil restriksion endonukleazalar ishti- 
rokida ko‘plab parchalarga bo‘lish mumkin. Endonukleaza ishtirokida parchalangan DNK 
bo‘laklari elektrofarez moslamasida maxsus kovak kovak geldan yuqori kuchlanishli elektr 
maydoni ta’sirida molekulaning zaryadi va o‘lchamiga binoan ajratiladi. DNK bo‘lagi maxsus 
bo‘yoq bilan bo‘yash natijasida oddiy ko‘z bilan ko‘riladi. DNK ning mayda bo‘laklari elektr 
maydonida gel kovaklaridan yirik bo‘laklarga nisbatan tez harakat qilgani uchun ularning 
startdan bosib o‘tgan masofasini o‘lchab DNK bo‘lagining katta-kichikligi aniqlanadi. 
Elektrofarez moslamasida bir-biridan faqat bir nukleotid kam yoki ko‘pligi bilan farqlanuvchi 
DNK zanjirini ajratish mumkin. Restriksion endonukleaza fermentlarining kashf etilishi va 
elektroforez moslamasida DNK bo‘laklarini o‘ta aniqlik bilan bir-biridan ajratishning 
takomillashuvi gigant DNK molekulasidan istalgan DNK bo‘lagini ajratib olish imkonini 
yaratadi. 
Ma’lum maqsadni ko‘zlab irsiy axborotni sun’iy yo‘l bilan o‘zgarish genetik injeneriya 
deb ataladi. Genetik injeneriya hujayra, xromosoma va gen darajasida bo‘ladi. Ikki hujayrani 
qo‘shish bilan olib boriladigan jarayon hujayra darajasidagi genetik injeneriya deyiladi. 
Xromosom darajasidagi genetik injeneriya hujayra yadrosiga qo‘shimcha xromosomalar kiritish 
orqali amalga oshiriladi. SHular orasida gen darajasidagi genetik injeneriya eng murakkabi 
bo‘lib, u quyidagi bosqichlardan iborat: 
1. Zarur bo‘lgan gen funksiyasi orqali qidirib topiladi va u ajratib olinib (klonlanib) tuzilishi 
o‘rganiladi. 
2. Ajratib olingan gen xromosoma DNKsi bilan rekombinatsiyalanuvchi birorta fag genomi, 
transpazon yoki plazmid bilan biriktirilib vektor konstruksiya yaratiladi. 
3. YAratilgan vektor konstruksiya transformatsiya yo‘li bilan boshqa organizm hujayrasiga, 
masalan E.Coli hujayrasiga yoki somatik hujayralarga kiritiladi hamda transgen hujayra olinadi. 

124 
4. Olingan transgen hujayradan sun’iy sharoitda etuk organizm o‘stiriladi. 
Sun’iy sharoitda rekombinant DNK olish va genlarni klonlash. Bu jarayonni 1972 yilda AQSH 
olimlari Baer va Koenlar amalga oshirganlar. Ular ichak bakteriyasi (E.Coli)ning xromosoma 
DNKsini va shu bakteriya plazmidasini aloxida idishlarda Ecori restriktaza fermenti bilan ishlov 
berganlar. Plazmida tarkibida faqat 1 dona Ecori restriktaza fermenti tanib kesadigan maxsus 
nukleotidlar izchilligi bo‘lganligi sababli ferment plazmidaning halqasimon DNK qush zanjirini 
faqat bir joydan kesib, plazmidani yopishqoq uchli ochiq holatga o‘tkazadi. Xromosoma DNK 
molekulasida Ecori restriktaza fermenti taniy oladigan maxsus nukleotidlar izchilligi qancha 
bo‘lsa, bu molekula shuncha bo‘lakka bo‘linadi. DNK bo‘laklarini elektrofarez moslamasida 
kuchli elektr maydonida katta-kichikligiga qarab ajratiladi va hosil bo‘lgan bo‘laklar maxsus 
bo‘yoq bilan bo‘yaladi. Natijada bir xil kattalikdagi DNK bo‘laklari to‘plamini oddiy ko‘z bilan 
ko‘rish mumkin. Elektroforez gelidan xoxlagan kattalikdagi DNK bo‘lagini suvda 
eritib ajratib olish mumkin. Ajratib olingan yopishqoq uchli xromosoma DNKsi bo‘lagi ochiq 
holatdagi “yopishqoq” uchli plazmid DNKsi bilan aralashtirib ligaza fermenti yordamida tikiladi. 
Natijada plazmid tarkibiga xromosoma DNK bo‘lagi kiritiladi. SHu usulda rekombinant plazmid 
olinadi. Bu genetik konstruksiya plazmidsiz, ya’ni antibiotik ta’siriga chidamsiz bakteriyaga 
kiritiladi. Rekombinant plazmidli bakteriyalar antibiotikka chidamlilik geni bo‘lganligi sababli, 
plazmidsiz bakteriyadan farq qilib, antibiotik ta’sirida o‘lmaydi. 
mmGen injenerlik usulini qo‘llaganda esa, bu muammo engil hal qilinadi. Buning uchun 
takomillashtirilayotgan o‘simlik navi hujayrasiga qimmatbaxo sifatli gen kiritiladi va bu 
hujayradan etuk o‘simlik olinadi. Ma’lum bir genni hujayraga kiritish uchun tuproq bakteriyasi 
Agrobakterium hujayrasidagi plazmiddan foydalaniladi. 
Tabiatda agrobakteriyaning bu turi o‘simlikni zararlantiradi. Zararlangan o‘simlik 
tanasidagi hujayralar pala-partish bo‘linishi natijasida shish hosil bo‘ladi. Bu shishni Ti (Ti-ay) 
plazmid genomining tDNK qo‘shish hosil qiluvchi DNK) bo‘lagi chaqiradi. Buning sababi 
t.DNKo‘simlik hujayrasi genomiga birikishi va uning xususiyatini buzishidir. tDNKning bu 
xususiyatidan gen injenerligida keng foydalaniladi.O‘simliklar soxasida gen injenerligining 
asosiy vazifasi, buyuqori hosilli, har xil zararkunanda va kasalliklarga chidamli, ko‘pbiomassa 
to‘playdigan, oziq-ovqat va farmatsevtika sanoatida kengahamiyatga ega bo‘lgan madaniy 
o‘simliklar navlarini yaratishdir. O‘simlik irsiyatini gen injenerlik usuli bilan o‘zgartirish uchun 
plazmidning tDNK qismi restriktaza bilan kesib olinadi va PBR 322 (pibi-ar 322) plazmidasi 
bilan biriktirilib klonlanadi. YAratilgansun’iy plazmid vektor konstruksiya deb ataladi. Vektor 
konstruksiyasining tDNK qismiga o‘simlik geni ko‘chirilib o‘tqaziladi. NatijadatDNK shish 
chiqarish qobiliyatini yo‘qotadi, chunki yot gen tDNKni ikkibo‘lakka bo‘lib yuborgan. Tarkibida 
tDNK va yot genga esa bo‘lgan vektor 

125 
konstruksiya o‘simlik protoplastiga kiritilib, xromosoma DNKsigabirikishi natijasida yot gen 
o‘simlik irsiyatiga o‘tkaziladi. So‘nggiyillarda vektor molekula tarkibiga kiritilgan yot genlarni 
o‘ta kuchlielektr maydoni ta’sirida yoki maxsus gen otuvchi zambarak vositasidao‘simlik yoki 
hayvon hujayrasiga kiritish usullari ishlab chiqildi. Biroq bu usullar texnik jihatdan murakkab va 
qimmat bo‘lganligi sababli bao‘zi bir hollardagina ishlatiladi. Genetik transformatsiyaqilingan 
o‘simlik hujayrasidan transgen o‘simlik olinadi. Transformatsiya qilingan o‘simlik hujayrasi 
bo‘linishi natijasida ma’lum bir programma bo‘yicha rivojlanmaydigan hujayralar to‘plami hosil 
bo‘ladi. Bunday to‘plam kallus to‘qima deb ataladi. Kallus to‘qima hujayralaridan ayrimlari 
o‘simlik garmoni va boshqa regulyator moddalar ta’sirida ma’lum programma bo‘yicha bo‘lina 
boshlaydi. Natijada bunday hujayralardan bosqichma-bosqich o‘simlik embrion to‘qimasi va 
barcha jixatdan normal, voyaga etgan transgen o‘simlik olinadi. Transgen o‘simlikning har bir 
hujayrasi xromosomasida ko‘chirib o‘tkazilgan gen saqlanadi. SHu sababli transgen o‘simlik 
jinsiy yo‘lbilan ko‘paytirilganda yot gen nasldan-naslga beriladi. Gen injeneriyasini qo‘llanib 
ko‘sak qurtiga chidamli g‘o‘za va kolorada qo‘ng‘iziga chidamli kartoshka o‘simligi 
etishtirilgan. 
Ti-vektor sistemasi bilan birgalikda yana organellalar ya’ni xloroplastlar va 
mitoxondriyalar DNKsi asosida ham vektor konstruksiya olish jarayonlari ishlab chiqilmoqda. 
Bu ancha istiqbolli soha, chunkibunday mtDNKni istagan eukariot organizmlardan olish 
imkoniyatimavjud. YAna shuni ta’kidlash lozimki metoxondriyalar asosiymtDNKsi 
molekulasidan tashqari, uncha katta bo‘lmagan plazmidsimonmtDNK topilgan, bu plazmidsimon 
mtDNK mikroorganizmlar plazmidlariga o‘xshash bo‘lib, ulardan bemalol gen injenerligida 
foydalanishmumkin yana muhim tomoni shundaki mtDNK va xromoplast DNKlariasosiy 
vazifasi fotosintezni ta’minlash) yadro DNKsi bilan judao‘xshash (gomologiyali) bo‘ladi. Bu 
holat esa, orgonellar DNKsi bilanyadro DNKsini oson almashtirish yoki orgonellar DNKsini 
yadro DNKsitarkibiga kiritish imkonini beradi. 

Download 4.83 Mb.