1-ma’ruza: Kirish. Biotexnologiya va bioinjeneriyada bioxavfsizlik haqida tushuncha. Biotexnologiyaning rivojlanishi va uning yutuqlari Reja

?
Birinchidan, polipeptid molekulalari tarkibidagi aminokislotalarni miqdorini ko‘pligi.
Ikkinchidan, har bir aminokislota qoldig‘ini 10 ga yaqin fazoviy konfiguratsiyaga kira olishi va ularni oqsil tarkibidagi boshqa molekulalar bilan turli xil aloqaga kira olishidir.
Shunisi ajablanarliki, tirik organizmda daslabki oqsilli nanobloklarni shakli va o‘lchami tabiiy sharoitdagiga nisbatan, nadmolekulyar komplekslarni shakli va strukturasini qattiqroq belgilaydi. Bu holat, nanokonstruktorlarni va nanotexnologlarni e’tiborini o‘ziga tortgan. Sun’iy sharoitda oqsil molekulalarini xususiyatlarini bunday o‘zgarishidan foydalanib, oqsillar asosida har qanday kerak bo‘lgan nanostrukturalar (nanokomplekslar), hattoki tirik organizmlarda hech qachon uchramaganlarini ham olish mumkin. Hosil bo‘lgan oqsilli nanostrukturalarni muhitdan ajratib olish, tozalash va kristallizatsiya qilish ham mumkin. Keyin ularni fizik va kimyoviy usullar yordamida o‘rganish ham mumkin bo‘ladi. Oqsilli nadmolekulyar strukturalar o‘zlarini xususiyatlariga qarab, laboratoriya yoki ishlab – chiqarish sharoitlarida turli xil nanokomplekslar va nanoagregatlar konstruksiya qilish uchun ishlatiladi. Bu sohada erishilgan yutuqlardan ba’zilarini ko‘rib chiqamiz.
birinchilardan bo‘lib Rossiya Fanlar Akademiyasining bioorganik kimyo instituti olimlari javob berishdi. Ular barnas va barstar deb atashgan oqsil molekulalari yordamida nanobo‘lakchalarni avtomatik yig‘ish texnologiyalarini yaratdilar. Bu oqsillar tayoqchasimon bakteriyalardan ajratib olingan. Bu oqsillarga yig‘ish liniyasida ishlaydigan “Robot”lar roli berilgan. Shunday tartibda yig‘ilgan nanobo‘lakchalar tibbiyot amaliyotida hamda yangi biotexnologiyalarda katta ahamiyatga ega. Nanobo‘lakchalarga rak kasalligiga tashxis qo‘yish yoki uni davolash uchun dorivor moddalar, radioaktiv izotoplar ulash mumkin. Shuningdek, ularga (nanobo‘lakchalarga) radioaktiv izotoplar, fluoressent bo‘lakchalar, dorivor moddalar, toksinlar kiritish ham mumkin.
Birinchi navbatda, mikroorganizmlarda antibiotiklarga nisbatan chidamlilik xususiyati paydo bo‘lgan. Bu muammoni hammadan oldin Singapur biomuhandislik va nanobiotexnolog instituti olimlari yechishga kirishganlar. Ular kationli oqsillarga, ya’ni eritmada musbat zaryad hosil qiladigan oqsillarga diqqat e’tibor bilan qaraganlar. Bu oqsillarni molekulalari asosida, olimlar o‘z-o‘zidan yig‘iladigan nanobo‘lakchalar yaratdilar
Bu muammoni yechish maqsadida maxsus bakteriyalar – magnetotaktil bakteriyalar tanlab olingan. Tadqiqotlar natijasida muhit sharoiti tanlanib, ma’lum bir muvaffaqiyatlarga ham erishilgan: bakteriyalar magnetitni (Fe₃O₄) nanobo‘lakchalarini sintez qilgan va to‘plagan. O‘sish sharoitlarini o‘zgartira turib, har xil o‘lchamga ega bo‘lgan nanobo‘lakchalar olish mumkinligi kuzatilgan. Tajribalar asosida to‘plangan ma’lumotlar orasida eng muhimlaridan biri – magnetitlarni bakteriya hujayralarini sitoplazmasida aniqlanganligi hisoblanadi. Shuning uchun ham nanobo‘lakchalarni eritmadan yengil ajratib olish imkoni bo‘lgan. Bakteriyalar yordamida nanobo‘lakchalar olish muammosini hal qilish bo‘yicha qo‘yilgan keyingi qadam, magnetotaktil bakteriyalarni DNK sini o‘rgangandan keyin qo‘yilgan.
Hozirgi vaqtda, magnetotaktil bakteriyalarni nanobo‘lakchalar sintezini nazorat qiluvchi geni ajratib olinib, uni strukturasi aniqlangan. Gen injenerligi usulidan foydalanib, bakteriyalar DNK sini yo‘naltirilgan holda o‘zgartirish mumkin. Bu esa, bakteriyalar sintez qiladigan nanobo‘lakchalarni parametrlarini hohlagan tomonga qarab o‘zgartirish imkonini beradi. Mana shu usulda olingan nanobo‘lakchalar quyidagi maqsadlarda ishlatilishi mumkin:

• 
  hujayralarni ajratish (hujayra separatsiyasi) va nuklein kislotalarini ajratish sistemalarida;
  
• 
  dorivor moddalarni manzilga yetishini nazorat qilish;
  
• 
  immunokimyo ishlatib, tibbiy diagnostika qo‘yishda.