Genetik injeneriya va biotexnologiya - Биотехнология - Презентации

Информация о документе

Цена	3000UZS
Размер	7.3MB
Покупки	0
Дата загрузки	31 Март 2024
Расширение	pptx
Раздел	Презентации
Предмет	Биотехнология

Genetik injeneriya va biotexnologiya

Купить

Mavzu: Genetik injeneriya va biotexnologiya.

Gen muhandisligi asoslari Reja : 1. Mikroorganizmlar asosida biotexnologik jarayonlar yaratish usullari. 2. Gen muhandisligining moddiy asoslari. Nuklein kislotalar. Transpozonlar. Genom. Transkriptsiya. Transduktsiya. 3. Plazmidalar. 4. Bakteriofaglar. Genni ajratish usullari. Genni koʼchirib oʼtkazish usullari.

Rekombinat DNK olish va gen injenerligi

Gen injeneriyasi • Gen injeneriyasi – bu mahsus usullar sistemasi bilan sun’iy ravishda (laboratoriyalarda ) bir organizmning DNK molekulasini olib ikkinchi bir organizmga ko’chirish bilan shug’ullanadi. Organizmlardan ajratib olingan DNK lar turli genomlarga xosdir.Ular rekombinat (duragay) DNK deb yuritiladi va yangi organizmga yuborilganda uni oqsil sinteziga qo’shilib ketishi kuzatiladi.

Gen injeneriyasi taksonomik tur • Gen injeneriyasi taksonomik turdan qat’iy nazar ularni genlarini operasiya yo’li bilan ko’chirish va butunlay yangi belgi va xususiyatlarga ega bo’lgan organizmlarni shakllantirish mumkin.1983 yilda Kallus , keyinchalik Ximer o’simlik “ sanbin” ( ingliz tilida sanflou er – (kungaboqar) +”bin” (dukkak)) olingan .Dukkak genomidagi zapas oqsilni to’plashni boshqaruvchi gen fazeolinni kungaboqarga o’tkazishgan. Bu kungaboqar kishi organizmi uchun zarur oqsil , aminokislotalar yo’q, ular dukkak tarkibida bo’lganligi va bir o’simlik tarkibiga joylashtirish kishi organizmini oqsilga bo’lgan talabini qondirish imkonini beradi.

Genlarni ko’chirishda bakterial to’qima • Bir organizm genini (taksonomik turdan qat’iy nazar) ikkinchi bir organizmga ko’chirish uchun ajratib olish va ko’chirib yangi organizmda begona genning ishlab ketishi organizmda yangi belgi , xususiyatini hosil qiladi va bu organizm transgenli deb yuritiladi. Yangi organizmning DNK siga begona gen kiritilsa, u DNK ximer (duragay) deb yuritiladi. Genlarni ko’chirishda bakterial to’qimada uchraydigan Ti – plazmid DNK vositachi bo’lishi aniqlangan. Bu plazmid xromosoma DNK sidan alohida holda bo’ladi, tarkibida DNK ning miqdori xromosoma DNK siga nisbatan 20- 1000 marotaba kam.

Mikroorganizmlar asosida biotexnologik jarayonlar yaratish usullari Biotexnologiya sanoatida produtsent sifatida prokariotlar – (bir hujayrali, yadrosi mukammal boʼlmagan organizmlar) – bakteriyalar, aktinomitsetlar, rikketsiylar va tuban eukariotlar (bir va koʼp hujayrali, yadrosi mukammal, xromosomalari maxsus lipoproteid tabiatli membranalar bilan oʼralgan) – achitqi va mitselial zamburugʼlar, eng sodda jonivorlar va suv oʼtlari hamda ularni har xil usullar (selektsiya, mutagenez, hujayra va gen muxandisligi) orqali olingan mutantlaridan foydalaniladi.

Bugungi kunda biotexnologik jarayonlarda tabiatda tarqalgan 100 mingdan ortiq turkumga mansub boʼlgan mikroorganizmlardan faqatgina bir necha yuztasi ishlatiladi xolos.

Mikrobiologiya sanoatida ishlatish uchun tavsiya etiladigan produtsentlarga katta talablar qoʼyadi, ularning umumiylari quyidagilardan iborat:  oʼsish tezligining balandligi,  arzon oziqa muhitida oʼsishi,  boshqa mikrofloraga va fagga chidamliligi,  yuqori hosildorligi.

Produtsentlarni yaratish usullari Mikroorganizmlarning tabiiy shtammlarini hosildorligi koʼpincha talab darajasidan past boʼladi. Hosildor shtammlar yaratish uchun yoʼnaltirilgan selektsiya - usulidan foydalaniladi. Buning uchun kimyoviy mutagenlar yoki radiatsion nurlardan foydalaniladi. Selektsiya va tanlov ishlari baʼzida yillab vaqt egallaydi va natijada mikrob hosildorligini 100 va undan ham koʼproq marotabalab oshirish mumkin boʼladi. Masalan, hozirgi davrda sanoat usulida ishlatib kelinayotgan penitsillin antibiotigi sintez qiladigan produtsentning faolligi dastlabki shtammlarga qaraganda 10 ming marotabadan oshib ketgan.

Yuqori faollikga yoki hosildorlikga ega boʼlgan shtamm yaratish uchun selektsioner, tabiiy shtammni genetik materiallarini oʼrganish borasida oʼta murakkab, oʼta nafis ishlarni amalga oshirishi lozim boʼladi. Bunda, genlarni rekombinatsiyasi bilan bogʼliq boʼlgan barcha usullardan, xususan: konʼyugatsiya, transduktsiya, transformatsiya va boshqa genetik jarayonlardan foydalanishga toʼgʼri keladi.

Mikroorganizmlar selektsiyasi Masalan, konʼyugatsiya usuli (bakteriyalar orasida genetik materiallar bilan almashish), neft qoldiqlarini faol parchalovchi Pseudomonas shtammini yaratishda samarali foydalanilgan edi. Koʼpincha transduktsiya (bakteriya viruslari- bakteriofaglar yordamida bir bakteriyadan boshqa bakteriyaga genlar oʼtkazish) va amplifikatsiya (kerakli genlarni nusxa sonini koʼpaytirish) usullaridan keng foydalanish orqali har xil fiziologik faol moddalar sintez qiluvchi hosildor shtammlar yaratilgan. Koʼpgina mikroorganizmlarda antibiotik sintez qiluvchi genlar va ularni boshqaruvchilari xromosomalarda emas, balki plazmidalarda (xromosomadan tashqaridagi DNK) joylashgan boʼladi.

Bunday paytda amplifikatsiya orqali hujayradagi plazmidalar sonini koʼpaytirish orqali shtammlarni hosildorligini oshirish mumkin. Selektsiya ishlarini yana bir yoʼli bu har- xil bakteriyalar protoplastlarini bir-biriga birlashtirish natijasida genetik rekombinantlar olish yoʼlidir.

Gen muhandisligining mohiyati va vazifalari Viruslar bilan prokariot hujayralar orasidagi materialning koʼchirilishini, tabiiy sharoitda bakteriyalarda oʼtadigan rekombinatsiya mexanizmlarini oʼrganish, plazmidalar va moʼtadil faglarning hujayradagi hayotini tushunish genlar ustida turli manipulyatsiyalar oʼtkazish imkoniyatini beradi. Olimlar qoʼlida DNKning kerakli bir qismini bakteriya hujayrasiga koʼchirib oʼtkazadigan sistema -plazmidalar ham bor . Bunday transmissiv koʼchirib oʼtkazuvchi xalqali molekulalar -plazmidlar va moʼtadil viruslar vektor deb ataladi.

Ular tabiatning oʼzi biologlarga taqdim qilgan sovgʼa boʼladi. Shunday ekan, endi bakteriyalarni kul’turada (ular oʼsadigan muhitda) insonlar uchun kerakli oqsillarni, fermentlarni sintezlashga majbur qilib boʼlmasmikan degan savol tugʼiladi? Bu gʼoyalarning amalda yuzaga chiqishi gen muxandisligi yoki genetik muxandislik deb ataladigan va katta istiqbolga ega boʼlgan yangi sohani dunyoga keltirdi.

Gen muhandisligi - qisqacha aytganda, genlar ustida turli manipulyatsiyalar oʼtkazish, ularni toʼla oʼrganish asosida funksional qismlarga boʼlish, kerakli joyidan kesish, kerak emas qismini olib tashlash, kerak boʼlgan qismlarini boshqa genlardan yoki sintez yoʼli bilan olib ulash va shu usulda tayyorlangan duragay yoki rekombinant genni muvofiq organizmga kiritib (masalan odamning insulin genini mikrob hujayraga yoki sichqonning oʼsish gormoni genini kalamushga), zarur turlarni yoki preparatlarni sintez qilish va hokazo gʼoyalar va texnologiyalarning yigʼindisidir.

DNK texnologiyasi - Genetik injeneriya 1. Har xil embrionlarni aralashtirish 2. Allofen organizmlar olish 3. Transplantasiyada foydalanish 1. Oldindan belgilangan reja asosida genetik strukturalarni yaratish 2. Yangi genetik dasturli organizmlarni yaratish Darajalari: Organizm Hujayraviy Gen • Somatik duragaylash • Gibridoma olish • Rak hujayrasi + limfosit Boshqa organizm genomiga alohida genlarni kiritish

DNK yoki RNK molekulasi va unga berkitilgan begona gen • Eng keng tarqalgan Ti – plazmida vektori ichak tayoqchalaridan olingan . Ular bor- yo’g’i bir necha oqsildan tashkil topgan. • Umuman, genlarni ko’chirishda vositalar ( vektorlar) va to’g’ridan-to’g’ri genning o’zini ko’chirish yo’li mavjud. • Vektor – bu DNK yoki RNK molekulasi va unga berkitilgan begona gendan iborat.

Vektorlarga quyidagi talablar qo’yilgan. • U katta bo’lmasligi va u kerakli gen yoki genlarni o’zida biriktirishi, • U replikasiya xususiyatiga ega bo’lishi, • Bir necha bor ko’payishi ( amplifikasiya) va ko’p miqdorda nusxa hosil qilishi, • Vektor DNK molekulasi bir necha nukleotidlardan ketma-ketligidan iborat bo’lishi va restriktaz fermenti yordamida genni klonlash .Ligazalar yordamida klonlashtiriladigan gen vektor bilan bitta yagona DNK holatiga keltirilishi: • Vektor o’z tarkibiga olgan genning ishlab ketishini ta’minlashi, • Oxiri uning kerakli organizm to’qimasiga qo’yish.

Genetik injeneriya bosqichlari Tabiiy manbalardan olish Kimyoviy sintez Fermentativ sintez 2 . Genni vektor molekulaga ulash, rekombinativ DNK yaratish Restriktaza, ligaza fermentlari yordamida Plazmidlar Faglar, viruslar Transpozonlar 3 . Rekombinativ DNK ni vektor yordamida resipient hujayrasiga kiritish. Transgenoz 4 . Transgen organizmlarni yaratish 1. Irsiy axborotni olish

Gen injeneriyasida birinchi bosqichda genni ajratib olish • Gen injeneriyasida birinchi bosqichda genni ajratib olish lozim. Ximiyaviy sintezlash asosida olinadi. X genni Ti plazmida yordamida vektor usulida ko’chirish:

Begona genni to’g’ridan-to’g’ri ko’chirish. • Bunda quyidagi usullardan foydalaniladi. • a) Mikroineksiya • b) Elektroporaksiya • v) Liposomaga yig’ish • g) Transformasiya • d) Protoplastlarni qo’shish.

Yakka DNK ni o’zini ko’chirishda o’simlik to’qimasiga membranasi olingan protoplastga ko’chiriladi. • a) Mikroinyeksiya – hayvonlar to’qimasiga DNK ko’chirish uchun ishlab chiqilgan usul. Bunda mikroigna orqali DNK yadro protoplastga maxsus qurilma orqali yuboriladi. Ukrainaning Kiyev shahridagi Yu.Yu.Gleb laboratoriyasida bajarilmoqda. • b) Elektroporaksiya – bu yuqori elektr impuls yordamida DNK ni to’qima membranasidan o’tkaziladi. Bunda to’qima membranasi shok holatiga keltirilib , DNK o’tkaziladi. O’simliklarda qo’llaniladi. • v) Liposomaga yig’ish – o’simliklarda qo’llaniladi.

O’simliklarda ko’chirilgan gen yangi organizmda begonaligi sezilmasligi. • O’simliklarda ko’chirilgan gen yangi organizmda begonaligi sezilmasligi to’qima RNK polimeraza fermenti o’zining gen sifatida qabul qilishi sintez prosessiga qo’shilib ketishi lozim. 1960 yilda fransuz biologi J.Jarskiy va boshqalar kalamush to’qimalarini sun’iy muhitda o’stirishdi. Bunda ikki liniyalardan olingan to’qimalar sun’iy muhitda o’stirilib duragaylandi va uchinchi tip to’qima hosil qilishdi. Somatik to’qimalarni duragaylash texnikasini yaponiyalik I.Okada va angliyalik G.Xarrislar ishlab chiqishdi. Ular duragaylash uchun “ Senday ” virusidan foydalanishni tavsiya etgan.Bu virus ikki to’qimani qo’shilib ketishini ta’minlaydi.Virusni (Senday) ni ul’trabinafsha nur bilan RNK siga ta’sir qiladi va oqsilli qob

• Somatik duragaylashda o’simliklarda protoplast tayyorlaniladi.To’qima membranasi maxsus ferment bilan buzilib olinadi va polietilen glikoliyen (PEG) bilan ishlanib o’simlik to’qimasi qo’yiladi. Bu usul bilan hozirda tamaki, soya, gorox, sabzi, geterokarionlar, paraseksual, duragay o’simlik xillari olingan. Duragay to’qimalar in Vitroda erkin ko’payadi va poya barg hosil qilgandan dastlabki formalari (ota- ona) formalari bilan payvand qilinadi. Bunday o’simlik gullaydi , urug’ hosil qiladi. • Biotexnologiya terminini – 1919 yil venger olimi Karl Eriki ishlatgan.

• Biotexnologiya – yirik muammolarni oziq-ovqat, sanoat, sog’liqni saqlash, qishloq xo’jaligida hayotiy jarayonlarni tezlashtirishga qaratilgan sistemalar yig’indisidan iborat. • Jahonda yirik biotexnologik markazlar • AQSh da : Genenteeh, cetus,Biogen, Limunogen. • Yaponiyada: Suntory, Asahi Chemicol, Industry, BiDEC; • Germaniyada: Boehringer Mann heim, Linvitron • Fransiyada: Biofrance, Paribos Carteks va boshqalar.

• O’zbekistonda birinchi marta A.I.Nuriddinov UzSPE va KITI da 1989 yilda ,keyinchalik farmasevtika institutida tashkil qilingan. Hozirda genetik ilmiy tadqiqot institutida va SamQXI da tashkil etilgan.

Oqsil biosintezi 1 bosqich - transkripsiya (DNK dan iRNK ga axborot kuchirilishi) RNK polimeraza fermenti ishtirokida kechadi Ferment promotorga birikadi Orasidan qo’sh spiral tiklana boraveradi Ferment terminator kodonga etganda iRNK matrisadan (DNK) dan ajraladi DNK spirali yoyilib bittasidan iRNK nusxasi olina boshlaydi 2 bosqich – translyasiya (Ribosomalarda kechadi. iRNK matrisasi asosida genetik kodga mos ravishda oqsil sintezlanadi. Axborot nukleotidlar kodidan aminokislotalar kodiga aylantiriladi Ribosomalarda oqsil sintezi 1 bosqich – Aminoasil – tRNK ribosomaning A qismiga birikadi 2 bosqich – Ribosomaning R qismida peptid bog’i hosil bo’ladi 3 bosqich – Translokasiya – ribosoma qo’shni 3 ta nukleotidiga kuchib o’tadi tRNK iRNK bilan aminokislota orasidagi vositachi Akseptor q

Sitoplazmatik (yadrodan tashqari, xromosomadan tashqari) irsiylanish Quyidagilarga joylashgan genlarga bog'liq: Plazmidalar: A) bakteriyalarda erkaklik jinsiy omili B) bakteriyalarda antibiotiklarga chidamlilik Mitoxondriyalarda: 30% oqsillarni kodlashtiradi – ularning mutasiyasi – irsiy kasalliklarga sabab bo'ladi Xloroplastalarda: 30 % xloroplast oqsillarini kodlashtiradi Ahamiyati: Tashqi muhitga tez adaptasiyani ta'minlaydi.

Mikroorganizmlar asosida biotexnologik jarayonlar yaratish usullari Biotexnologiya sanoatida produtsent sifatida prokariotlar – (bir hujayrali, yadrosi mukammal boʼlmagan organizmlar) – bakteriyalar, aktinomitsetlar, rikketsiyalar va tuban eukariotlar (bir va koʼp hujayrali, yadrosi mukammal, xromosomalari maxsus lipoproteid tabiatli membranalar bilan oʼralgan) – achitqi va mitselial zamburugʼlar, eng sodda jonivorlar va suv oʼtlari hamda ularni har xil usullar (selektsiya, mutagenez, hujayra va gen muhandisligi) orqali olingan mutantlaridan foydalaniladi.

Yutuqlar, istiqbollar: • Antibiotiklar, vitaminlar, gormonlar, oziq- ovqat oqsillarini sintezlovchi mikroorganizmlar yaratildi 2. Viruslarga qarshi zardoblar (gepatit… gripp) olish usullari yaratildi 3. Azotni to'plovchi organizmlar yaratilmoqda 4. Suvlarni biologik tozalovchi mikroorganizmlar yaratildi 5. Zararkunandalarga qarshi biologik kurash usullari yaratilmoqda 6. Irsiy kasalliklarni davolash (genoterapiya) ustida tadqiqotlar olib borilmoqda

Biotexnologiya Xalq xo’jaligi mahsulotlarini mikroorganizmlar, hayvon va o'simlik hujayralari yordamida sanoat miqyosida olish Yutuqlari : -Genetik injeneriya yordamida medisina preparatlarini olish (interferon, insulin, antibiotiklar va boshq.) -Hujayra va to'qimalarni sun'iy o'stirib, biologik faol moddalar olish (jenshen’, o'sish omillari, gormonlar va boshq.) -Fermentlar yordamida sintetik vaksinalar olish -Hujayra injeneriyasini chorvachilikda qo'llash -Diagnostika va davolash maqsadlarida ishlatiladigan monoklonal antitelolar sintezlovchi gibridomalarni yaratish

Купить