Mühazirə- 15 Biotexnologiya və gen mühəndisliyi

Mühazirə- 15

Biotexnologiya və gen mühəndisliyi

Gen mühəndisliyi, biokimya, mikrobiologiya və digər bioloci elmlərin müvəffəqiyyətləri ilə əlaqədar olaraq 70-ci illərin ortalarında «biotexnologiya» termini meydana çıxdı. Müasir biotexnologiya sənaye texnologiyasının yeni formasını təsvir edir. Bu texnologiyanın əsasını bioloci obyektlər olan – heyvanlar, bitkilər, müxtəlif üzvlərin toxumaları, orqanizmlərdən kənarda çoxalan somatik hüceyrələri, bakteriyalar və göbələklər təşkil edir. Biotexnologiyanın əsasında gen mühəndisliyi durur.
Funksiya etibarı ilə yeni aktiv genetik proqramların üsullarını işləyib hazırlayan molekulyar genetikanın bir sahəsi genetik mühəndislik adlanır. Genetik mühəndisliyin yaranma tarixi 1972-ci il hesab olunur, bu zaman ABŞ-da P.Berq əməkdaşları ilə birgə ilk rekombinə olunmuş DNT molekulunu yaratmışlar. Bu meymunun OB40 virusundan götürülmüş fraqmentindən və E.coli-nin qalaktoza operonundan təşkil olunmuş -lyambda bakteriofaqından ibarət DNT molekulu idi. Genetik mühəndislikdə fermentlər əsasən restriktaza və liqaza mühüm rol oynayır. Bu fermentlərlə orqanizmlərin növündən asılı olmayaraq DNT-nin fraqmentlərini bir-birinə birləşdirmək (tikmək) olur.
Genetik mühəndisliyin inkişafı üçün DNT-nin ilkin quruluşunun şifrini açmaq üsulu (sekvenləşdirmək) 1977-ci ildə F.Sendcer və U.Qilbert tərəfindən işlənilib hazırlanmışdır. Bu üsul DNT – molekulunda nukleotidlərin dəqiq ardıcıllığını müəyyənləşdirməyə imkan verir.
Genetik proqramları düzüb quraşdıran bir metod kimi genetik mühəndislik genetiklərin, biokimyaçıların, mikrobioloqların səylərini bir sıra mürəkkəb üsullarda birləşdirir: müəyyən genin və yaxud genlərin ayrılması və yaxud sintezi; həmin genin çoxalmasını təmin edən vektora daxil olunması; transgenoz - yəni vektor vasitəsilə resepient – hüceyrədə genin işləməsi və ya fəaliyyəti (genin adaptasiyası) tətbiqi surətdə müxtəlif genomların bir hüceyrədə birləşməsi.
Genlərin sintezi
İlk dəfə olaraq ABŞ-da işləyən hind alimi X.Q.Korana 1969-cu ildə əməkdaşları ilə birgə genin kimyəvi sintezini həyata keçirmişdir. O, maya göbələyində, alanin nRNT-ni kodlaşdıran geni sintez etmişdir (DNT molekulunun bir sahəsini). Bu gen 77 cüt nukleotidlərdən ibarətdir və onların ardıcıllığı məlum idi. Əvvəlcə DNT-nin 4-dən 13 cütə qədər nukleotid olan xırda fraqmentlərini sintez etmişlər, sonra liqaza fermenti vasitəsilə onları müəyyən ardıcıllıqda birləşdirmişlər, lakin həmin gen alanin nRNT-ni sintez etmək qabiliyyətinə malik olmadı, bunun da səbəbi ondan ibarət idi ki, həmin genin akseptor sistemi yox idi.
1976-cı ildə X.Q.Korananın laboratoriyasında DNT-nin fraqmenti sintez edilmişdir, bu fraqment öz daxilində uzunluğu 126 cüt nukleotiddən, promotoru 52 cüt nukleotiddən və terminatoru 21 cüt nukleotiddən ibarət olan sup­ressor tirozin nRNT struktur genini cəmləşdirmişdir.
DNT molekulunun «yapışqan uclar» adlanan bir ucuna AATT və digər ucuna TTAA ardıcıllıqda olan nukleotidlər birləşdirilmişdir. Bunun nəticəsində həmin gen faqın genomuna qurulmuş və orada normal fəaliyyət göstərmişdir.
Beləliklə, genin süni surətdə sintez edilməsi göstərilmişdir. Bu üsul, az sayda olan nukleotidlərdən ibarət, nisbətən kiçik genlərin sintezinə imkan verir. Min və ondan artıq cüt nukleotidlərdən ibarət olan fermentləri və struktur zülalları kodlaşdıran genləri fermentativ sintez üsulu ilə əks transkriptaza fermentinin (revertaza) köməyi ilə yaratmaq daha da səmərəlidir. Bu fermentin köməyi ilə mRNT-dən lazım olan DNT-nin dəqiq nüsxəsini almaq olar.
Fermentativ sintezi sxematik olaraq aşağıdakı kimi gös­­­­­tərmək olar. Hüceyrəsiz fizioloci mühit olan sınaq şüşəsinə dezoksiüçfosfatlar (A, Q, T, S) daxil edilir, bundan başqa revertaza fermenti və nəzərdə tutulan təbii genlə kodlaşan mRNT-si də oraya daxil edilir. Reaksiyanı tezləşdirən bir katalizator kimi 8-10 timin təkrarından ibarət DNT molekulunun kiçik bir sahəsini də ora daxil edirlər. mRNT-də əks transkriptaza ona komplementar olan DNT telini sintez edir. Sonra isə sintez olunmuş DNT telinin üzərində ikinci komp­lementar DNT teli qurulur. Nəticədə DNT-nin iki qat spiraldan ibarət fraqmenti alınır, bu da mRNT-dən transkripsiya olunan genin dəqiq nüsxəsi olur. Təsvir edilmiş üsul ilə insanın, dovşanın, siçanın, ördəyin, göyərçinin qlobinlərini kodlaşdıran genlər, sintez edilmişdir, bundan başqa siçanın immunoqlobulini, öküz gözünün büllurundakı zülalı, yumurta ağını və başqalarını sintez etmək mümkün olmuşdur. Operonun tənzim olmayan struktur genlərini eyni cür şəkildə sintez etmək olar, bu da onların funksiyasını məhdudlaşdırır.