Қазақстанның жекелеген аймақ мысалында қоршаған ортаның биологиялық факторлардың адам денсаулығына әсері

Жасанды әдіспен генді ферменттік синтезге сүйене отырып, кері транскрипция механизмнің көмегімен алуға да болады. Бұл механизм РНҚ-ға тәуелді ДНҚ-полимеразаның немесе кері транскриптазаның (ревертазалар) белсенділігіне байланысты. Бұл фермент ең алғаш он-когендік (залалды ісік) вирустарды зерттегенде табылған. Фермент әртүрлі РНҚ-ларда, синтетикалық полинуклеотидтерді қоса, ДНҚ-ның көшірмесін құра алатын қабілеті бар. Ревертазаның көмегімен, сәйкес иРНҚ-ның қатысуымен, іс жүзінде кез келген бөліп алуы жақсы игерілген генді алуға болады. Бұл әдісті белгілі бір тканьдарда өте қарқынды транскрипцияланатын гендерге қолдану тиімді.

Осындай әдістермен адамның, сүтқоректілер мен құстардың кодтаушы глобиндері, өгіздің көз хрусталигінің (көз жанары) белогы, жұмыртқа белогы, жібек фибрионы (талшығы) және тағы басқа гендер алынды да өркендетілді.

Ферментті синтездеп, пробиркада РНҚ молекуласынан ДНҚ генінің комплементарлы тізбегін жазып алуды транскрипция дейді. Синтездеу үшін қолданылатын жүйе құрамында ДНҚ-ға кіретін төрт нуклеотид, магний ионы, кері транскриптаза ферменті және генмен кодталған көшірмесін алатын иРНҚ бар. иРНҚ-дан кері транскрипта-за, оған сәйкес ДНҚ тізбегін синтездеп, сол ферменттің көмегімен ДНҚ-ның екінші тізбегі синтезделеді. Осының нәтижесінде иРНҚ-да синтезделген ген құрылымына ұқсас ген пайда болады. Осы әдіспен көптеген елдің лабораториясында бірнеше гендер тобы алынды.

Гендік инженерияда жасанды гендер ситездеумен қатар рекомбинантты молекуласын құрастыру үшін табиғи гендер де пайдаланылады. Ол гендерді векторлық ДНҚ молекуласына байланыстыру бактериялық ферменттер рестриктазалар арқылы іске асырылады. Бактерия клеткасындағы қорғанштық қызмет атқаратын рестриктазалар клеткаға енген бөтен ДНҚ-ны жою мақсатыкда оны бірнеше бөліктерге кесіп тастауға қабілетті келеді. Кесілген ДНҚ фрагменттері шамалы уақыттан кейін комплементарлық принцкп бойынша лигаза ферментінің көмегімен қайта жалғанып, ДНҚ-ның сақина тәрізді пішіні қалпына келеді. Осы әдіспен түрлі клеткалардан немесе хромосома учаскелерінен алынған ДНҚ кесінділерін жалғастырып рекомбинантты ДНҚ молекуласын алуға мүмкіндік туды. Векторлар ретінде ДНҚ-дан басқа да фогтар, вирустар, пазмидтер, эписомдар қолданылады.

2.2.Генетикалық инженерияның  алдына қойған мақсаты

Генетикалық инженерияның алдына қойған мақсаты алуан  түрлі, өйткені бұл әдісті  пайдалану  түрлі деңгейде жүреді. Олар:

1. организмдік деңгей
2. клеткалық деңгей
3. гендік  деңгей

 Организмдік деңгейде генетикалық  инженерияны қолданудың мысалы ретінде аллофендік жануарларды (тышқанды) алуға болады. Бірнеше аналық тышқанның жатырынан дамудың 8 бластомерлік кезеңіндегі ұрықтарды шығарып алып,  түтікше ішінде ол бластомерлерді бір-бірінен  ажыратады, Түрлі особътардан алынған осы бластомерлерді араластырып түзілген қоспа бластуланы дамуының  гаструлалық кезеңінде бір аналық тышқанның жатырына енгізіп дамуды жалғастырады. Дүниеге келген аллофенді тышқанның фенотипінде барлық ата-аналарна тән белгілер қайталанғанымен, бірқатар  өзіндік  жаңа қасиеттер де пайда болады. Ендеше, ересек жағдайда ұлпалары бір-біріне иммунологиялық жағынан сәйкес келмейтін особьтардың клеткаларынан осы жолмен қалыпты дамып  жетіліп, тіршілік етуге  қабілетті аллофендік ұрпақ алуға мүмкіндік туады.

 Клеткалық  деңгейде әр түрге жататын организмдердің сомалық клеткаларын будандастыру арқылы бірнеше генотиптен  құралған  бұдан клетка алынады. Мысалы «адам-тышқан» будандық клетканы алып, одан адам хромосомаларын біртідеп шығарып тастайды, Жойылған қайсы бір хромосомадан кейнгі байқалатын клеткалық  фенотиптік өзгерістерге қарай отырып адамның тіркесу топтарының гендік құрамын анықтайды.

Гендік деңгейде — тұқым  қуалаушылықты басқару жолы гендік инженерия деп аталады. Мұндағы мақсат қолдан жасанды гендер алып немесе даяр гендерді басқа организмдердің геномына енгізу арқылы олардың фенотиптерін қалаған бағытта  өзгерту. Гендік инженерияның негізгі әдістері осы ғасырдың 60-70 жылдары қолданыла бастады. Бұл әдіспен организмдердің  генотиптері мен  рекотиптерін өзгерту жұмыстары мынадай төрт кезеңнен тұрады: Қажетті генді донорлық клеткадан бөліп алу немесе жасанды түрде синтездеу; Реципиент-клеткасына енгізуге қабілетті векторлық ДНҚ-ға осы генді байланыстыру; Реципиент-клеткасының геномына генді енгізу. Гендердің экспериментальды    түрде    басқа    геномга    тасымалдануын трансгенез деп атайды; Геннің жұмыс істеуіне сай  транскрипция және трансляция нәтижесінде реципиент-клетканың фенотиптік өзгерістерін бақылау.Қазіргі генетикада генді организмнсн тыс синтездеудің екі әдісі бар: химиялық және ферментативтік.

 

2.3.Гендік инженерия жетістіктерінің қолданылуы

 

Гендік инженерия жетістіктерін қазіргі кезде өкеркәсіптік көлемде жануарлар мен адамның антибиотиктерін, витаминдерін, гормондарын синтездейтін микроорганизмдердің жаңа штамдарын шығаруға  пайдалануда. Соңдай-ақ, адамның  көптеген ауруларына себепші болатын вирустың бөліп алынған гендері бактерия клеткасына енгізіліп жан-жақты зерттелуде. Олай болса, адамзатты бірқатар тұқым  қуалайтын  аурулардан  арылтуда гендік инженерияның болашағы зор деп есептеледі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                              Қорытынды

      Биотехнологияның тағы бір өрісі, ол биоинженерия әдістерін қолданып медицинада арзан әрі қол жетімді, экономикалық жағынан тиімді дәрілік препараттар мен вакциналар алу болып табылады. .

Гендік инженерия ол функционалдық активті генетикалық құрылымдарды рекомбинаттық  ДНҚ молекулалары түрінде қолдан құрастыру. Гендік иженерияның мәні жеке гендерді бір организмнен алып басқа организмге көшіру.

 Биотехнология ғылыми-техникалық  прогресстің қуатты қозғаушы күші болып келе жатыр. Биология ғылымының сонғы жылдардағы жетістіктері, әсіресе молекулалық биология мен клеткалық биология саласында, биотехнологияның қалыптасуы мен дамуының теориялық және әдістемелік негіздері болды. Сонымен қатар, биотехнология биологиялық процестермен объектілерді пайдаланып экономика жағынан маңызды заттарды (антибиотиктер, витаминдер, ферменттер, амин қышқылдары, белоктар, нуклеотидтер, стероидтар, алкалоидтар, интерферон, гормондар, вакциналар, моноклондық антиденелер, биопестицидтер, биогаз т.с.с.) шығаратын өндірістің ерекше бір саласы болып қалыптасты. Демек,   азық-түлік, фармацевтикалық, химиялық өнеркәсіптері мен ауыл шаруашылығының болашақта дамуы биологиялық технологияларсыз мүмкін емес.

     Биологиялық қауіпсіздік – адамзаттың ең басты міндеттерінің бірі.

1975 жылы биоқауіпсіздік туралы  Халықаралық конференцияда (Асиломар, Колифорния) рекомбинантты  ДНҚ молекуласы  экспериментінің негізгі қағидасы  қабылданды.

    Биологиялық және физиологиялық  қауіпсіздікті таңдау нақты бір гендік инженерлік экспериментке байланысты. Клондалушы ДНҚ тазалығы, сипаттамасы, ұзындығы және т.б. қасиеттеріне қарай анықталады.

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер

1. Медициналық және ветеринарлық биотехнология. ОӘК.

 

2. Ж.Ж. Жатқанбаев. «Биотехнология» Алматы 2009ж.

 

3. ОӘК «Молекулалық биотехнология» Алматы-2009ж.

 

4. WWW.TEMAKOSAN.NET САЙТЫ

 

5. С. Ж. Стамбеков, В. Л. Петухов. «Молекулалық биология» Новосибирск-2003г.

 

6. А. Ж. Сейтембетова, С. С. Лиходий. «Биологиялық химия» Алматы  «Білім»-1994ж.

 

7.        www.google.kz- сайты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иесінің түрін де есепке алады (жабайы, әлсіз, ауксотроф), промотор астында трансгенді құрылымды кіргізуші түр (максималды экспрессиялы, күшті, әлсіз, арнайы-сайт, дефектілі) және өнімдердің қатерлігі (улы заттар, БАВ бұзушы әсері бар, аз бұзушы әсерлі, мүлдем әсерсіз, ДНҚ кодталмайтын бірізділігі).

Фактор биіктігін көбейту арқылы кестеден сандық мәндерді аламыз, олар генетикалық модифицирленген микроорганизмдердің деңгейін анықтайтын және қатерлі топқа сәйкестігі анықталады.

Қоршаған ортаға қатерлі кестеден жоғары, орташа, төмен немесе мүлдем жоқ белгілері арқылы берілген.

Қазіргі уақытта гендік инженерия жоспары 1996 жылы қабылданған заңмен қадағалынады. Олар екі түрге бөлінеді – «жабық» немесе «ашық» жүйеде жүретіндер. Жабық жүйелі жұмыстарда гендік-инженерия ағзаларымен қоршаған орта арасында химиялық, биологиялық, физикалық барьер бар. Ашық жүйеде мұндай контак жүзеге асырылады (мысалы, генді-инженерияның көкеністерді культивирлеуі).

Жабық жүйедегі жұмыстар қатерлі деңгейіне қарай төрт топқа бөлінеді:

1. Жұмыс адам денсаулығына зиянын келтірмейді. Қауіпсіз шаралары патогенді емес микроорганизмдермен жұмыс істегенмен бірдей.
2. Жұмыс адам денсаулығына шамалы қауіп төндіреді. Қауіпсіздік шаралары белгілі бір жағдайлардағы патогенді микроорганизмдермен салыстырғандай.
3. Жұмыс адам денсаулығына біршама қатер туғызады. Қауіпсіздік шаралары инфекциялық аурулардың жұғуы ықтимал микроорганизмдермен жасаған жұмыс кезіндей.
4. Жұмыс адам денсаулығына едәір қауіп туғызады. Қауіпсіздік шаралары өте қатерлі аурулар тудыратын микроорганизмдермен жұмыс жасағандай.

Жұмыс кезінде биологиялық агенттердің қоршаған ортаға, адамға таралуын тоқтататын және дене бітімін қорғау үшін арнайы құралдармен қондырғыларды құрастыру мен қолдану қажет. Бұл шаралар өз сипаттамасына қарай көптеген жылдар бойы медициналық, микробиологиялық және вирусологиялық зертханаларда қауіпті микроорганизмдермен жұмыс істегендегі қауіпсіздікпен бірдей. Физиологиялық қорғаныстың минимальді (ф1) деңгейі (арнайы қорғаныс құралынсыз жасалатын жұмыс) қауіпсіз микроорганизмдермен  жұмыс жасағанда қолданылады. Төменгі (Ф2) деңгей биоматериалдарды (рекомбинантты ДНҚ) арнайы бокстер мен герметизациялық ыдыстарға қатаң бөліп сақтау арқылы жүзеге асады. Орташа (ф3) деңгей физиологиялық қорғаныстың қатерлі объектілермен жұмыс жасағанда қажет. Ол бүкіл зертхананы герментизациялау арқылы жасалады, бірақ органдардан бөлінбейді. Адам денсаулығына, өсімдік, жасушаларға өте қауіпті микроорганизмдермен жұмыс істегенде жоғары (ф4) деңгейі физиологиялық қорғаныс болуы керек. Мұнда зертхананы толығымен бөліп изоляциялайды.

Биологиялық қорғаныс үшін құрастырылып отырған рДНҚ потенциалды қатерінің үш деңгейі қарастырылған. Б1 (ең әлсіз қорғаныс) E.coli К-12 жасушаларын қолданғанда және конъюгативті плазмид пен бактериофаг негізінде алынған векторларды қолдануға пайдаланады. Б2 деңгейі клондалушы ДНҚ фрагменттері ,қоршаған ортаға көшуінің 10 -ден болған жағдайда қамтамасыз етіледі. Б3 деңгейі вектор жасушасының Б2 типінің жүйесін қолданғанда, жануарларда сыналған немесе табиғи экологиялық жағдайда  апробацияланған кезінде қолдануды көздейді.

Биологиялық және физиологиялық қауіпсіздікті таңдау нақты бір гендік инженерлік экспериментке байланысты. Клондалушы ДНҚ тазалығы, сипаттамасы, ұзындығы және т.б. қасиеттеріне қарай анықталады.