Bakteriyalardan nanobo‘lakchalar tayyorlashda foydalanish

Bakteriyalardan nanobo‘lakchalar tayyorlashda foydalanish. Saksoniyani uran konida ishlab kelayotgan bir guruh Germaniyalik biolog olimlar, “Batsilla sfericheskaya JG-A12” deb nomlangan yangi bakteriya topganlar. Bu bakteriya o‘zini urandan himoya qilishi uchun mustahkam sirtqi oqsil qobig‘i bilan o‘ralgan. Bu qobig‘ ko‘plab nanoteshiklar (nanopora) saqlashi, hamda bu nanoteshiklar bir xil naqsh hosil qilib joylanishi bilan farqlanadi.
Bakteriyalar energiya manbayi sifatida. Shevanella deb nomlangan bakteriyalar sanitarlik xususiyatlari bilan olimlar e’tiborini o‘ziga tortgan, ya’ni toksik eritmalarni qayta ishlab, ularni bezarar moddalarga aylantirib bergan. Ozuqa moddalari juda ham yetishmagan, ya’ni noqulay sharoitda tumshuqlar nozik, uzun iplarga aylangan. Bu iplarni imkoniyatlari bakteriya hayotini saqlash uchun tumshuqchalarga qaraganda ko‘ra ko‘proq bo‘lgan. Bakteriyalarda favqulodda hosil bo‘ladigan yangi organlarni tadqiqotchilar, nanoiplar deb ataganlar. Bu iplarni yo‘g‘onligi 10-15 nm, uzunligi esa, bakteriyalarni turiga qarab, birnecha o‘n mikrometrga yetadi. Olimlarni qiziqtirgan narsa, bakteriyalar kerakli “ozuqani” olganlarida, mana shu nanoiplar bo‘ylab harakatlanish imkoniyatini qayta tiklanganligi hamda ortiqcha elektronlardan ozod bo‘lishlari mumkin bo‘lganligidir. Agar nanoiplarni bir uchi musbat iongacha yetib kelsa, elektronlarni ionlar tomon harakatini belgilovchi potensiallar farqi hosil bo‘lgan. Shunday qilib elektr toki paydo bo‘lgan.
Mavzu yuzasidan nazorat savollari.
1.Mikroorganizmlar – fermentlar saqlovchi bioreaktorlar sifatida?
2.Gen muhandisligi usullari?
3.Nanoiplar?
4.Nanobo‘lakchalar?
5.Avtotrov prokariotlar?
10-Mavzu Gen terapiyasi
Reja
Gen terapiyasi haqida tushuncha
Gen terapiyasida qo’llaniladigan usullar
Gen kasalliklarini davolash usullari
Gen terapiyasi - gen nuqsonlarini yo'naltirilgan holda o'zgartirish yoki hujayralarga yangi xususiyatlar berish maqsadida bemorlarning somatik hujayralariga genlarni kiritish orqali irsiy, ko'p omilli va irsiy bo'lmagan (yuqumli, xavfli va boshqalar) kasalliklarni davolash.
Gen terapiyasi gen funktsiyasini o'zgartiradigan har qanday davolash sifatida ta'riflangan. Gen terapiyasi ko'pincha ma'lum bir genetik kasallik tufayli normal genlarga ega bo'lmagan odamning hujayralariga normal genlarni kiritish deb hisoblanadi. Ushbu texnologiya gen kiritish terapiyasi yoki genoterapiya deb ataladi. Oddiy genlar boshqa shaxs tomonidan taqdim etilgan oddiy dezoksiribonuklein kislotadan (DNK) polimeraza zanjiri reaktsiyasi (PCR) yordamida ishlab chiqarilishi mumkin. Hozirgi vaqtda bunday genlarni kiritish terapiyasi mukovistsidoz kabi monogenetik nuqsonlarning oldini olish yoki davolashda eng samarali hisoblanadi.
DNKni inson hujayralariga kiritish bir necha usullar yordamida amalga oshirilishi mumkin.
Virus transfeksiyasi bu usulda viruslardan foyalaniladi. Chunki ba'zi viruslar o'zlarining genetik materiallarini inson DNKsiga kiritish qobiliyatiga ega. Oddiy DNK virusga kimyoviy reaksiya orqali kiritiladi, so'ngra inson hujayralari bu virus bilan infektsiyalanadi (transfektsiya qilinadi), bu DNKning hujayralar yadrolariga harakatlanishiga olib keladi.
Virusni kiritish bilan bog'liq muammolardan biri bu virusda infektsiyaga o'xshash potentsial reaktsiyani amalga oshishi. Bunda, yangi normal DNK bir muncha vaqt o'tgach, "yo'qolishi" yoki yangi hujayralarga qo'shilmasligi, genetik kasallikning qaytalanishiga olib kelishi mumkin. Bundan tashqari, virusga qarshi antikorlar ishlab chiqarilishi mumkin, bu esa transplantatsiya qilingan organni rad etishga o'xshash reaktsiyaga sabab bo'ladi.
Liposomalar orqali gen kiritish
Genni kiritishning yana bir usuli liposomalardan, DNKni o'z ichiga olgan mikroskopik qoplardan foydalanadi, ular inson hujayralari tomonidan so'riladi va shu bilan ularning DNKsini hujayra yadrosiga yetkazib beradi. Ba'zan bu usul ishlamaydi, chunki liposomalar inson hujayralariga singib ketmaydi, yangi genlar to'g'ri ishlamaydi yoki yangi genlar shunchaki yo'qoladi.
Antisens nuklein kislota texnikasi
Antisens nuklein kislota texnikasida normal genlar kiritilmaydi. Buning o'rniga, patologik genlarning funktsiyalari oddiygina o'chiriladi. Antisens nuklein kislotasi texnikasida dorilar DNKning ma'lum qismlariga bog'lanib, ta'sirlangan genlarning ishlashiga to'sqinlik qiladi. Antisens nuklein kislotalaridan foydalanadigan usul hozirda saratonga qarshi terapiya sifatida baholanmoqda, ammo hali tajriba bosqichida. Biroq, bu usul gen kiritish terapiyasidan ko'ra samaraliroq va xavfsizroq bo'lishi mumkin.
Kimyoviy modifikatsiya usuli
Gen terapiyasining yana bir usuli gen ekspressiyasini boshqaradigan hujayralarda kimyoviy reaksiyalarni o'zgartirish orqali ma'lum genlarning faolligini oshirish yoki kamaytirishdir. Masalan, metillanish deb ataladigan kimyoviy reaksiyani o‘zgartirib, genning funksiyasini o‘zgartirish mumkin, buning natijasida ma’lum oqsillar ishlab chiqarilishi yoki boshqa turdagi oqsillar hosil bo‘lishi ko‘payadi yoki kamayadi. Bunday usullar hozirda saratonning ayrim turlarini davolashda eksperimental baholanmoqda.
CRISPR-CAS9
CRISPR-CAS9 nukleotidlarda muntazam ravishda tashkil etilgan qisqa palindromik takrorlanishlarni bildiradi. CRISPR-CAS9 genni tahrirlash vositasi bo'lib, DNK zanjirida aniq kesishni ta'minlaydi va keyin yangi kiritilgan genni o'z ichiga olish uchun DNKni tiklash jarayoni sodir bo'ladi. DNKga kiradi. Ushbu texnologiya hali tajriba bosqichida, lekin genetik nuqsonni tuzatishga urinish sifatida bir nechta inson embrionlarida allaqachon qo'llanilgan.
In vivo terapiya - bunda tashuvchilarni o'z ichiga olgan eritmani tomir ichiga yuborish orqali vektorlarni bemorning tanasiga bevosita o'tkazish. Bunday yetkazib berishda asosan adenovirusli vektorlar foydalaniladi, chunki ular keng tropizmga ega - har xil hujayra turlari uchun o'ziga xos xususiyatga ega, shuningdek, past darajadagi genotoksiklik va yuqori xavfsizlikga ega.
Ex vivo genterapiyasi bu usulda hujayralar birinchi navbatda bemordan tanlanadi, genetik jihatdan o'zgartiriladi va tanadan tashqarida ekiladi. Va shundan keyingina maqsadli genlarni tashuvchi bu hujayralarni bemorga infuziya orqali qaytariladi.
In vivo terapiya bemorning tanasiga terapevtik genlarni o'z ichiga olgan vektorlarni bevosita yetkazib berishdan iborat.
ex vivo terapiya bemordan hujayralarni oldindan tanlashni, ularning genetik modifikatsiyasini in vitro (bu odatda kerakli - terapevtik - genni kiritish), so'ngra samarali transduktsiya qilingan hujayralarni tanlashni, so'ngra ko'paytirishni amalga oshiradi. Bu usulda ko’paytirilgan hujayra kulturasi bemorga yuboriladi
Adenoviruslar oddiy DNK li virus asosan insonlarda gen terapiyasi usullarida qo’llaniladi. Kapsidi 36 ta juftlikdan iborat. Adenoviruslar inson hujayralariga ikkita retseptorni, CAR va integrinni tanib kiradi. Virus retseptorlari va biriktirilgan hujayra ichiga olinadi. Integrinlar yopishishda ishtirok etadigan transmemranali oqsil.
Adenoviruslar inson gen terapiyasida foydalanish uchun vektor sifatida tanlangan birinchi virus hisoblanadi.
Adenovirusning afzalliklari quyidagilardan iborat:
Adenoviruslar nisbatan zararsizdir. Ular epiteliy hujayralarining yengil infektsiyalarini keltirib chiqaradi,
ayniqsa, nafas olish yoki oshqozon-ichak yo'llarini qoplaydigan epiteliy hujayralari
Adenoviruslar noonkogendir (ya'ni, ular o'smalarni keltirib chiqarmaydi).
Adenoviruslarni ekish nisbatan oson va ko'p miqdorda ishlab chiqarilishi mumkin.
adenovirusning yashash sharoiti va biologiyasi to’liq o’rganilgan.
ko'pchilik adenovirus genlarining vazifasi aniq .
to'liq DNK ketma-ketligi mavjud.
Retroviruslar zamonaviy gen terapiyasi eng ko’p qo’llaniladi. Retroviruslarda RNK genomining DNK nusxasini yaratish uchun teskari transkriptaza va asosiy genomiga integratsiyalashuv imkonini beruvchi integraza geni mavjud.
Lentivirus retrovirusning bir turi bo'lib, u uzoq inkubatsiya davrlaridan iborat bo'lib, hayvonlarda surunkali, progressiv va odatda o'limga olib keladigan kasalliklarni keltirib chiqaradi.
Kistik fibroz ko'p tizimli, irsiy, hayot uchun xavfli kasallik bo'lib, tashqi sekretsiya bezlari, shuningdek, hayotiy muhim organlar va tizimlar: nafas olish yo'llari, oshqozon-ichak trakti, oshqozon osti bezi, jigar, so'lak va ter bezlari, reproduktiv tizimning shikastlanishi bilan tavsiflanadi.
Yuqorida aytib o'tilganidek, kist fibrozisi butun tanaga ta'sir qiladigan kasallikdir. Qaysi belgilar paydo bo'lishiga qarab, kasallik quyidagi shakllarga bo'linadi:
o'pka - o'pka tizimidagi buzilishlar ustunlik qiladi;
ichak - alomatlarning aksariyati hazmsizlik bilan bog'liq;aralashgan;
atipik - shish-anemiya, o'chirilgan, siroz.
Kistik fibroz belgilari O'pka va bronxlar shikastlanishining klinik belgilari:
kam yopishqoq balg'am bilan yo'tal;
normal yoki biroz ko'tarilgan tana harorati;
sekin vazn ortishi;letargiya, rangparlik va apatiya;
barrel shaklidagi ko'krak qafasi;quruq teri;mo'rtlik, quruqlik va soch to'kilishi;
siyanotik rang - bu to'qimalarda kislorod etishmasligining natijasidir.
Yurak-qon tomir yetishmovchiligining asosiy belgilari:
dam olishda nafas qisilishi;
terining siyanozi;
yurak urish tezligining oshishi;
bolaning jismoniy rivojlanishida orqada qolishi;
kechqurun pastki oyoqlarda shish paydo bo'ladi.
Oshqozon-ichak traktida kistik fibrozining belgilari
:oshqozonni shishiradi;
qorin bo'shlig'ida noqulaylik va og'irlik;
kamar og'rig'i, ayniqsa qizarib pishgan va yog'li ovqatlardan keyin;
diareya - tanada yog'ni qayta ishlovchi lipazlar yo'q.
12-Ma’ruza: Genlar izchilligini identifikatsiya qilish va ajratish
Reja
Genlar izchilligini identifikatsiya qilish va ajratish
Klonotekadan zarur genni identifikatsiya qilish.
Bibliotekalar skriningi
DNK tahlilining blot-duragaylash usuli
Genlarni ajratish gen muhandisligining asosiy bosqichlaridan biridir.
Genlarni ajratishning bir qancha usullari mavjud. Ular orasida asosiylari:
1) genlarning fermentativ sintezi;
2) genlarning kimyoviy sintezi;
3) kesuvchi fermentlar yordamida genlarni izolyatsiya qilish va tabiiy manbalardan ajratib olish.
Fermentativ gen sintezi. Teskari transkriptaza fermenti G.Temin, S. Mizutani, D. Baltimor tomonidan sentez qilingan. Teskari transkriptaza fermenti ishtirokida DNK molekulalari mRNK molekulalarining ketma-ketliklaridan transkripsiya qilinadi. Teskari transkriptaza yordamida sintezlangan genlarda tartibga soluvchi qismlar (promotorlar) ni va o'zgartirilgan asoslari bo’lmaydi, buning natijasida ular funktsional faol emas. Shuning uchun RNK ketma-ketliklari nafaqat strukturaviy, balki pro-mRNK deb ataladigan ko'rinishdagi genlarning tartibga soluvchi qismlariga ega bo'lsa gen muhandisligida ishlatiladi.
Fermentativ usulda sentez qilingan genlarga odam ko’zining xrustalidagi oqsilining sentezini kodlovchi va inson globinlarini kodlovchi genlar, shuningdek tuxum oqsili va ipak fibrioni oqsilining sentezini kodlovchi genlar, sichqon, quyon, o’rdak, kabutarlar, sigir linzalari oqsilini kodlovchi genlar olingan.
Genlarning kimyoviy sintezi. Genning kimyoviy sintezi birinchi marta 1970 yilda Gobind Korana (AQSh) tomonidan amalga oshirilgan. Bu olimning laboratoriyasida 77 ta dezoksiribonukleotid achitqi zamburug’ining alanin o‘tkazuvchi RNK ni to‘ldiruvchi DNK zanjiriga kimyoviy bog‘langan. Zanjirning segmentlari ligaza fermenti yordamida uchidan uchiga birlashtirildi. Ikkita sintezlangan iplar kimyoviy bog'lanishlar orqali spirallangan ikki ipli tuzilishga bog'langan. Bunday sun'iy ravishda yaratilgan biopolimer achitqi zamburug’i genomidagi alanin t-RNK genomiga aylandi. Genning kimyoviy sintezi texnik jihatdan juda qiyin va uning nukleotid tuzilishini bilishni talab qiladi.
Alanin tRNK genini kimyoviy sentez qilish jarayoni ikki bosqichdan iborat
1. Bloklar sifatida butun molekulani qurish uchun zarur bo’lgan dezoksioligonukleotidlardan ikki ipli bo’laklarini olish.
2. T4 polinukleotid ligaza yordamida fragmentlarning qo’sh doimiy DNK zanjiriga birlashishi orqali amalga oshadi.
Alanin tRNK ni kodlovchi kimyoviy sentez qilingan gen in vitroda ishlamasligi bilan mahalliy genlardan farq qiladi, undan RNK molekulalarini o’qib bo’lmaydi.
Buning sababi shundaki, genning faqat strukturaviy qismlari sentez qilingan Kimyoviy sentezlangan alanin tRNK genida promotorlar ham, terminal kodonlar ham mavjud emas.
Kimyoviy sentez orqali insulin, somastatin va boshqa garmonlarning sentezini kodlovchi genlar olingan.
Kesuvchi fermentlar yordamida genlarni izolyatsiya qilish. Kerakli xususiyatlarga ega genlarni tashuvchi xromosomalardagi DNK bo'laklarini izolyatsiya qilish bakterial hujayralar tomonidan ishlab chiqarilgan kesuvchi fermentlari (restriktazalar) yordamida amalga oshiriladi. Escherichia coli va boshqa bakteriyalar hujayralarida viruslar va boshqa faglarning DNKsini bo'laklarga bo'lgan (aniq nukleotidlar ketma-ketligi joylashgan) va shu bilan hujayrani yo'q qilishdan himoya qiluvchi fermentlar topildi. Kesuvchi fermentlar DNKning 4-6 ta asosiy juft uzunlikdagi o'ziga xos hududlarini taniydi va ikkala DNK zanjirini ham shu hududlarning o'rtasidan yoki biroz siljish bilan kesib tashlaydi. Birinchi holda, uchlari tekis (to'mtoq) bo'lgan bo'laklar hosil bo'ladi, ikkinchisida, singan DNK zanjirlarining yon tomonlari birin-ketin bir oz ketadi. Bunday uchlar yopishqoq deb ataladi, ular bir-birini to'ldiruvchilik tufayli bir-biriga yopishishi mumkin. Bir-biridan butunlay farq qiluvchi ikkita DNK ketma-ketligi (masalan, fil va qurbaqa), agar bu DNKlar bir xil cheklovchi ferment bilan ishlov berilsa, bir xil yopishqoq uchlarini hosil qiladi.
Atrof-muhit omillari va hujayra ichidagi normal metabolik jarayonlar tufayli DNKning shikastlanishi har bir hujayrada kuniga 1 000 dan 1 000 000 gacha molekulyar shikastlanishlar tezligi sodir bo'ladi. Shikastlangan joylar ligaza fermenti yordamida ulanadi.
Bu juda murakkab vazifa, chunki organizmda faoliyat ko‘rsatib kelayotgan ko‘p minglab genlar orasidan keraklisini, muayyan belgini amalga oshishini nazorat qilib turganini ajratib olish kerak. Buning uchun ajratilishi kerak bo‘lgan genni DNK molekulasida joylashgan joyini aniq bilish kerak va o‘sha joydan tegishli spetsifiklikga ega bo‘lgan restriktaza fermenti yordamida kesish kerak. Kerakli genni qaysi joyda joylashganligini bilish uchun plazmida ishlatiladi. Plazmida har xil genlarga kirib olib, ularni mutatsiyasini chaqiradi. Mutant belgilari bo‘yicha kerakli gen kirgan joyi aniqlanadi va u plazmidadan ajratib olinadi.
Uzoq vaqt davomida DNK tarkibidagi kerakli genni aniqlash va uni kesib olish qiyin vazifa bo‘lgan. DNK spirallari chalkashgan, ularni uzunligi birnecha millimetrdan birnecha santimetrgacha bo‘lib, xalqaga o‘ralib oladi va o‘zini genini “bekitishga” harakat qiladi. Diametri 1-2 nanometrga teng bo‘lgan nozik, ya’ni tez sinuvchi molekulalar spiralni to‘g‘rilab olish va tarqatishga qaratilgan har qanday tadbirlar, urinishlar ta’sirida tez sinadi. Bunday holatda, kerakli genni qidirish yo‘lida bajarilgan ishlar muvaffaqiyatsiz chiqavergan. Shunday qilib, kerakli genni DNK dan ajratib olish muammosi 20 yildan ko‘proq vaqt davom etgan mashaqqatli tadqiqotlarda ham kerakli samara bermagan.
Faqatgina XX asr oxiri va XXI asr boshlariga kelib, Yaponiyaning Kioto universiteti olimlari DNK spiralini “optik ombir”lar yordamida cho‘zish usulini yaratganlar. “Optik ombir” ba’zida “optik tutqich” yoki “lazerli pinset” deb ham ataladi. “Optik ombir” – o‘tkir fokuslangan lazer nurlaridan iborat bo‘lib, bu nurlar DNK molekulasini ushlab qolish xususiyatiga ega. Ko‘pincha tekshiriladigan molekulaning oxiriga kimyoviy moddalar yordamida tiniq dielektrik “munchoqchalar” qotiriladi. Bu “munchoqchalar” qandaydir sinish koeffitsienti muhitga nisbatan yuqoriroq bo‘lgan polimerlardan tayyorlanadi. Natija beradigan kuch munchoqni lazer nurining intensivligi maksimal bo‘lgan zonaga, ya’ni uni markaziga qarab tortadi. Yaponiya olimlari “munchoqcha” o‘rniga “Z” harfiga o‘xshagan mikroilgak va mikromokkilar ishlatganlar. Mikroilgak DNK spiralidagi olimlarni qiziqtirgan qismni o‘rganish imkonini beradi. Lazerlar yordamida olimlar bo‘linadigan achitqi zamburug‘ining xromosomali DNKsini spiralini ilib olib, ularga shikast yetkazmasdan cho‘zish va keyin ikki mikromokkichaga, xuddi ip o‘raydigan g‘altakka o‘xshab o‘rab olishga erishganlar. DNK molekulasi cho‘zilgan holatda bo‘lganida, kerakli genni uchlamchi fazoda turgan joyini aniqlash ancha oson bo‘ladi.
Natijada duragay RNK-DNK molekulasi hosil bo’ladi, uning uchida esa ikki zanjirli DNK ning qisqa bo’lagi hosil bo’ladi. Bu reaksiyani DNK polimeraza I amalga oshiradi. mRNK zanjiring RNK-aza fermenti tomonidan gidrolizlanadi.
DNKning bir zanjirli uchastkalarini gidrolizlovchi S 1 endonukleaza fermenti yordamida shpilkani kesib tashlash mumkin. Natijada zanjirlaridan biri mRNKga komplementar bo’lgan, ikki zanjirli DNK molekulasi hosil bo’ladi. Bunday DNK kDNKdeb ataladi va u mRNK ning dastlabki molekulasi transkripsiyalangan struktura geniga mos keladi.
Olingan kDNKga. «yopishqoq» uchlar birlashtiriladi va plazmidaga, masalan, pUC 19 plazmidasiga ulanadi. kDNK fragmentlarini
ko‘paytirish uchun rekombinant DNK E.coli ga kiritiladi. Shu kabi sxemalar ishlab chiqarilishi sanoat asosida yo’lga qo‘yilgan. Ulardan Insulin, o‘sish gormoni, interferon, albumin, immunoglobulinlar va qator boshqa oqsillar genlarini olishda foydalaniladi.
Agar gen tomonidan kodlangan oqsilning aminokislotalar tartibi ma’lum bo’lsa, unda klonlangan DNKning nukleotid izchilligini aniqlab, uning aynan shu oqsilni kodirlashiga ishonch hosil qilish mumkin. Ba’zi hollarda DNK-RNK duragay lash usuli ham qo'llaniladi. Buni amalga oshirish uchun individual mRNKajratilgan bo‘lishi kerak . kDNK molekulalari denaturatsiyalanadi (DNK iplari bir-birdan ajraladi) va radioaktiv nishonlangan mRNK bilan aralashtiriladi.
Renaturatsiya sharoitida (qo‘sh spiralning qayta tiklanish jarayoni, DNK
va unga komplementar RNK zanjiri orasida ham hosil bo‘lishi mumkin)
DNK-RNK duragay molekulalari hosil bo'ladi. S I nukleazadan foydalanib, ularning to‘liq komplementarligiga ishonch hosil qilish mumkin. Agar kDNK RNKga to‘liq komplementar bo'lmasa, unda duragay molekulada juftlashmagan bir zanjirli uchastkalari bo'ladi, ularni
S l nukleaza fermenti yordamida gidrolizlash orqali yo'qotish mumkin.
Faqat bargdan yoki ildizdan mRNK ajratib, ildiz yoki barg to'qimasining muayyan to'qimalarda, bargda yoki ildizda ekspressiyalanuvchi genlarga xos bo'lgan spetsifik kDNKni olish mumkin. Shu yo'l asosida o'simlik yoki hayvonlar kDNK bibliotekasi bilan birga alohida organlar va to'qimalar kDNKbibliotekasi (organ yoki to'qimaga xos kDNK bibliotekasi) yoki ontogenezning turli jarayonlariga xarakterli kDNK bibiiotekasini yaratish mumkin.
Bunday bibliotekalami olish va tahlil qilish to'qimaga xos genlarni ajratish va hujayra hamda to‘qimalarning differensiyallanish jarayonlarini o'rganish, to‘qima va organlarga xos metabolizmni, bu jarayonlarda ishtirok etuvchi genlarni aniqlash imkonini beradi.
Klonotekadan zarur genni identifikatsiya qilish. Bunday hollarda
tadqiqotchilaming oldida minglab klonlar orasidan uni qiziqtiruvchi
genni tutuvchi DNK fragmenti mavjud boMgan klonnni izlab topish vazifasi turadi. Hozirgi vaqtda bunday muammoni hal qilish uchun molekular zondlardan foydalaniladi. Zond - genning izchilligiga gomologik bo‘lgan nuklein kislotaning nishonlangan molekulasini o‘zida aks ettiradi.
Qidirilayotgan genni tutuvchi bakteriya koloniyasini aniqlash uchun radioaktiv nishonlangan individual mRNK yaxshi zond bo‘lib xizmat qiladi. Ammo individual mRNK ni har doim ham ajratishga muvaffaq bo'lish qiyin
Ba’zida hujayrada qidirilayotgan gen mahsuloti (demak mRNK si ham) juda kam miqdorda bo‘ladi, yoki mRNK juda tez degradatsiyalanadi, shuning uchun mRNK ni ajratish mumkin emas. Barqaror oqsil ishtirokida uning ba’zi qismining uncha ko‘p bo‘lmagan miqdorini ajratish va aminokislotalar tartibini aniqlash mumkin (buning uchun uzunligi 5-10 aminokislota qoldig‘idan iborat oqsil qismini bilish yetarli). Aminokislotalaming ma’lum izchilligi bo‘yicha mRNK ning shu uchastkasidagi aminokislotalar ketma-ketligini kodirlovchi qanday nukleotidlar izchilligi bo‘lishi mumkinligini aniqlash mumkin. So‘ng radioaktiv nishonlangan alohida nukleotidlardan 30 juft nukleotiddan kam bo‘lmagan uzunlikdagi oligonukleotidlar kimyoviy sintezlanadi, ulardan bittasi qidirilayotgan gen uchastkasiga to‘liq komplementar bo'ladi. Bunday nukleotidlar kDNK ga, so‘ng genom bibliotekasidagi klonlarga mos keluvchi zond - namuna hisoblanadi.
Bibliotekalar skriningi Radioaktiv nishonlangan zond olinganidan
so‘ng, zondga komplementar va tahlil qilinayotgan oqsilga mos
izchillikka ega plazmida tutuvchi bakteriya koloniyalarini identifikatsiya
qilish uchun, genom bibliotekasj yoki kDNK bibliotekasi ko‘rib
chiqiladi.
Bakteriya koloniyalari o‘sayotgan Petri likobchasi ustiga maxsus neylon filtr yopiladi; har bir koloniya hujayralarining bir qismi filtrga o‘tadi, qolgan qismi likobchada qoladi. Natijada replika hosil bo‘ladi: likobchada va filtrda koloniyalar bir xil taqsimlanadi. Neylon filtrga DNK mustahkam o‘mashadi. Neylon filtrdagi bakteriyalami lizis qilishva klonlaming DNK sini denaturatsiyalash uchun ishqor bilan ishlov beriladi. So‘ng filtr nishonlangan zond (kDNK yoki mRNKyoki sun’iy oligonukleotid) solingan eritmaga joylashtiriladi.
Duragaylanishda zond nishonlangan zondga kojnplementar izchilliklar tutuvchi koloniyalar bilan bog‘lanadi; filtr zond molekulalari bilan bog’lanmagan hujayralardan yuvish orqali tozalanadi va radioavtiv nishon tutuvchi koloniyalarni aniqlash uchun radioavtografiya qilinadi. Bu koloniyalar Petri likobchasida identifikatsiyalanganidan so‘ng, alohida olib ko'paytiriladi. Shunday qilib, genom bibliotekasi yoki kDNKning ko‘p sonli klonlari orasidan tahlil qilinayotgan gen izchilligini tutuvchi klon aniqlanadi va keyingi ishlar butun genom bilan emas, faqat bitta gen (DNK fragmenti) bilan olib boriladi.
DNK tahlilining blot-duragaylash usuli nafaqat kDNKva genom bibliotekalari skriningida, shuningdek, genom DNKsini tahlil qilishda ham foydalaniladi. Shu usul yordamida genomda muayyan DNK izchilligi ishtirokini aniqlash mumkin (masalan, transgen o‘simliklar genomida begona gen ishtiroki, gen nusxalarining ko‘payishi, genning nukleotid izchilligidagi o‘zgarishlami tahlil qilish mumkin). Blot- duragaylash usuli bilan DNK ni tahlil qilish muayyan DNK fragmentfarining ulami spetsifik nishonlangan zondlar bilan'duragaylash yo‘li orqali aniqlashga asoslangan. U quyidagi bosqichlardan iborat:
1) DNK restriksiyasi;
2) restriksiyalangan DNK fragmentlarini geldan
neylon filtrga ko‘chirish va ulami immobilizatsiyalash;
3) nishonlangan zond bilan duragaylash.
Yuqori molekular xromosoma DNK si bitta yoki bir nechta restriktazalar bilan kesiladi. Hosil bo‘lgan fragmentlar agarozali gelda elektroforez qilish orqali ajratiladi va oldindan denaturatsiyalangan (0,4 M NaOH) gelning ustiga neylon filtr, uning ustidan filtr qog‘ozlar qo‘yiladi Kapillyar kuchlar ta’sirida DNK fragmentlari perpendikular ravishda filtrga o‘tib, u bilan bog‘lanadi (immobilizatsiyalanadi). Bunday ko'chirish blotting(blot - so‘rish) deb ataladi. Bunda filtrda gelning replikasi hosil bo‘ladi. So‘ng filtr radoaktiv nishonlangan bir zanjirli zond solingan eritmaga joylashtirilganda filtrga birikkan xromosoma DNK si fragmentlari bilan qo‘shilib duragaylanadi. Zond faqat o‘ziga gomologik DNK izchilligi tutuvchi fragmentlar bilan duragaylanadi. Nishon bilan bog‘langan fragmentlar radioavtografiya orqali aniqlanadi.
Radioavtografiyada hosil bo‘lgan chiziqchalar orqali genomda tahlil qilinayotgan fragmentlar mavjudligini, bu izchilliklardagi o‘zgarishlami
(deletsiya, insersiya), chiziqchalaming och yoki to‘q rangi orqali
genning genomdagi nusxalari sonini aniqlash mumkin. Demak, bu usul
butun genom va alohida genlami tahlil qilish uchun ham qoilaniladi.
Shunday usulda (.Nothern blotting usulida) mRNK ni ham immobilizatsiya qilib, tahiil qilish mumkin.
Demak, usullarni birgalikda qo‘llash orqali ko‘pchilik genlarni,
ularning mahsulotlari - oqsillarini juda kam miqdorda bo‘Isa ham ajratish mumkin. Bu genlar kelajakda gen muhandisligi ishlari uchun obyekt bo‘lib xizmat qilishi mumkin.
13-mavzu: Biotexnologiyada gen muhandisligi usullari yordamida o‘simliklar sifat ko‘rsatkichlarini yaxshilash va hosildorligini aniqlash
Reja
1. Gen muhandisligi usullari yordamida o‘simliklar sifat ko‘rsatkichlarini yaxshilash va hosildorligini oshirish.
2. Stress ta’sirlarga bardoshli transgen o‘simliklar olish.
3. Zararkunanda va kasalliklarga bardoshli transgen o‘simliklar olish.
O‘simliklarni sifat ko‘rsatkichini yaxshilash vazifalaridan asosiysi- o‘simliklarda sintezlanadigan, ularning oziqaviyligi va texnik qiymatini belgilaydigan mahsulotlar, ya’ni oqsillar, yog‘lar, polisaxaridlar va
boshqa moddalarning sifatini yaxshilashga qaratilgandir.
Boshoqli o‘simliklarda endospermning zaxira oqsillari alohida o‘rin tutadi. Zaxira oqsillar, asosan strukturasi, nukleotid tarkibi bilan bir-biriga o'xshash, multigenlar oilasiga birlashtirilgan bir necha genlar tomonidan kodlanadi. Odatda, bu genlarning ekspressiyasi qat’iy to'qima spetsifikligiga ega va urug‘ rivojlanishining ma’lum bir bosqichida amalga oshadi. Ko‘pincha o‘simliklarning zaxira oqsillari tarkibi inson va hayvonlar oziqasi uchun muvozanatlanmagan aminokislotalar tarkibiga ega bo‘ladi.
Dukkaklilarning zaxira oqsili - leguminlar metionin aminokislotasi, boshoqlilar oqsili - prolaminlar - lizin, triptofan va treonin aminokislotalarining miqdori kamligi bilan xarakterlanadi. Bu aminokislotalarning tanqisligi urug‘ning oziqaviy qiymatini pasaytiradi.
Gen-muhandislik usullarini qo'llanilishi genomiga faqat foydali genlar kiritilgan yangi navlarni yaratishda muhim ahamiyat kasb etadi. Masalan, prolamin genlariga qo‘shimcha lizin kodonlarining kiritilishi lizinga boy oqsillarning sintez bo'lishiga va oqsilning oziqlik qiymatining oshishiga olib keladi.
O'simliklar sifatini gen-muhandislik texnologiyalari yordamida yaxshilash va ulardan sifatli mahsulotlar olish bir necha bosqichlarni o'z ichiga oladi:
1 ) zaxira oqsillar genlarini klonlash;
2) oqsillarning to'qimaga xosligi va vaqtincha ekspressiyasi mexanizmini o'rganish va bunday maxsus ekspressiyani boshqaruvchi va belgilovchi DNK izchilligini aniqlash;
3) aminokislotalar tarkibini yaxshilash maqsadida zaxira oqsillar
genlari nukleotid ketma-ketligini maqsadli o'zgartirish;
4) o'zgartirilgan gen tutuvchi vektorlar yaratish;
5) takomillashgan genlarni o'simliklarga kiritish;
6) genlar ekspressiyasini va mahsulot sifatini sinovdan o'tkazish;
Dunyo olimlari tomonidan donli, boshoqli va boshqa bir qator o'simliklar zaxira oqsillarining o'nlab genlari o'rganilgan. Hozirgi kunda tadqiqotchilar tomonidan аrpа gordeini, bug'doy a va b - gliadinlari va glyutenini, makkajo'xori zeini, dukkaklilar leguminlari, kartoshka patatini va boshqa oqsillarning 10 ga yaqin genlari klonlangan.
Zaxira oqsillarni ajratishning umumiy rejasi quyidagilarni o'z ichiga oladi:
1) mos m RNK ni olish va qisman tozalash;
2) komplementar kDNKsintezlash va klonlash;
3) genlar bankidan zaxira oqsillar genini nukleotid ketma-ketligini ajratish
2001-yilda moy kislotalari tarkibi modifikatsiyalangan soya, raps,
makkajo‘xorining transgen o‘simliklari navlari dala sinovlaridan
o‘tkazildi.
0‘simliklar hosildorligi va sifatini oshiruvchi genlarni transformatsiya qilish bilan birga 1998-2001-yillarda tijoratbop transgen gullaring dastlabki to‘rtta navi olingan bo‘lib, ularga ACC- sintetaza geni kiritilishi natijasida gullash jarayoni tezlashtirilgan chinnigul navi va antotsian biosintezi o‘zgartirilgan geni uchta (ikkita chinnigul va bitta xrizantema) gullari gulqo‘rg‘onidagi tojibarglarining noan’anaviy
ranglarini olishga muvaffaq bo‘lishgan.
Stress ta’sirlarga bardoshli transgen o‘simliklar olish
Atrof-muhitning qurg'oqchilik, ortiqcha namlik, yuqori yoki past harorat kabi ta’sirlari, tuproq sho'rlanishi, kislotalilik darajasining oshishi singarilar qishloq xo‘jalik mahsulotlarining ma’lum qismining nobud bo'lishiga sabab bo'ladi. Shuning uсhun stress ta’sirlarga bardoshli o'simliklar navlaridan foydalanish katta iqtisodiy samara- dorlikka ega.
Uzoq vaqt suvli stress ta’siriga uchragan o'simliklarda bir qator sodda organik molekular birikmalar- prolin, glitsinbetain va boshqa moddalar to'planib, ular osmoregulator hamda osmoprotektorlar hisoblanadi.
O'simliklar va bakteriyalarning stress ta’sirlarga javobi o'xshashligi aniqlangan. E. coli genomidan stressga javob reaksiyasi sifatida yuzaga chiqadigan prolin biosintezi yo'li bo'lib, ularing fermentlarini kodlovchi, ikkita proBosm va pro A genlari ajratilgan. Bu bakteriya genlarining ekspressiyasi o'simliklar genomida prolin sintezini oshirishga olib kelgan. Olingan transgen tamaki o'simliklarida nazorat o'simliklarga nisbatan prolin sintezining oshganligi va to'planib borganligi qayd qilingan. Transgen nihollaring ildiz hosil qilish va 20 g/l (350 mM) miqdordagi tuzli muhitda ham o'sa olish xususiyati saqlanib qolgan.
Yuqori haroratga bardoshlilik fad7 geni bilan bog'liq bo'lib, u oqsil, moy kislotalari metabolizmiga ta’sir etadi. Sholining transgen navlarida bu genning inaktivatsiyasi natijasida o‘simlik yuqori haroratda o‘sa olish va ikki soatgacha +47°C ga qadar chidamlilik belgisini namoyon qilishi mumkin. Hozirgi kunda gazon maysalarining suv tanqisligi va sho'rlanishga chidamli transgen navlari dala sinovlaridan o‘tkazilmoqda, ularni keyinchalik (xarakterli bunday belgili noqulay sharoit mavjud abiotik fonga ega) shaharlarda o‘stirish ko‘zda tutilmoqda.
Zararkunanda hasharotlarga bardoshli transgen o‘simliklar yaratish
Gen muhandisligi usullarini qo'llab, zararkunanda hasharotlarga
qarshi kurashda chidamliligi yuqori bo‘lgan o‘simliklarni konstruksiya qilish mumkin. Ma’lumki, Bacillus thuringiensis bakteriyasi insektitsid oqsil - protoktoksinni ekspressiyalaydi, bu oqsil hasharotlarning ichagiga tushgandan so‘ng proteaza fermenti ta’sirida zararkunandalarni nobud qiluvchi faol toksinga qadar parchalanadi. Qishloq xo‘jalik ekinlarini zararkunandalardan himoya qilishning samaradorligini endotoksin genlari bilan transformatsiyalangan pomidor misolida ham ko‘rish mumkin, o‘simlik hujayrasida sintezlangan bakteriya oqsili o'simlikni insektitsid preparatlar qo’llanilgandagi kabi samarali himoya bilan ta’minlaydi.
Tamaki va pomidordan tashqari ko‘pgina qishloq xo'jalik ekinlari kartoshka, makkajo‘xori, g‘o‘za, sholi, soya, brokkoli o'simliklari genomiga ham bt2 geni kiritilgan. Genomida bt2 genini ekspressiyalovchi bir qancha o'simliklarning transgen navlari olingan.1984—1985-yillar mobaynida pomidor, kartoshka va g‘o‘zaning («Monsanto» firmasi), makkajo'xori («Novartis» firmasi), 1998-yilda esa kartoshkaning bt2 genidan tashqari, barglarni buralishi viruslari va glifosat gerbitsidiga bardoshlilik genlari kiritilgan yangi navlari olingan va dala sinovlaridan o‘tkazilgan.
2000-yilda transgen o'simliklar navlarining genetik modifika-tsiyalangan mahsulotlaridan foydalanish ruxsat etilgan mamlakatlarda zararkunanda hasharotlarga bardoshli ekinlar 380 ming ga may donga ekilgan bo'lib, bundan 230 ming gektariga transgen g'o'za, 144 ming gektariga makkajo'xori va 5 ming gektariga transgen kartoshka ekilgan.
Transgen o'simliklardan foydalanish natijasida insektisidlar qo'llanishining kamayishiga va o'simliklarda hosildorlikning oshishiga erishildi.
Zamburug’ bakteriya va virusli infeksiyalarga chidamli transgen o‘simliklar olish
Fitopatogen ta’sirlarga qarshi o'simliklarda bir qancha himoya reaksiyalari mexanizmlari kuchga kiradi. Bunda o'simlikning faol javob reaksiyasi ikki asosiy yo'nalishda borishi mumkin:
birinchidan, infeksiyaga javoban patogenlarning hayot faoliyatini cheklovchi, ular uchun zaharli bo'lgan birikmalarning sintezi boshlanadi va natijada ularning halok bo'lishiga olib keladi.
Ikkinchidan, himoya javobi sifatida strukturaviy to'siqlar yaratilib, bu to'siqlar o'simliklarning zararlanishi, patogenlarning tarqalishini oldini oladi. Bu esa hujayra devorlarining lignifikatsiyalanishi yoki gidroksiprolinga boy glikoproteidlar va boshqa birikmalar hisobiga mustahkamlanishi orqali amalga oshadi, ular ekstensinlar deb atalib, to'qimalarni fitopatogenlar tomonidan shikastlanishidan himoya qiladi.
Virus, bakteriya, zamburug'li infeksiyalarga javoban spetsifik RR (patogen related proteins), shuningdek, ular orasida har tomonlama mukammal o'rganilgan xitinaza va Bl,3 glyukonaza oqsillari indutsirlanadi.Bu fermentlar zamburug' va ba’zi bakteriyalarning o'sishini to'xtatadi, ularning hujayra devorini qisman gidrolizlaydi.
Xitinaza va glyukonaza oqsillarining fungitsidlarga ta’siri hamda ushbu oqsillarning alohida genlar tomonidan kodlanishiga oid ma’lumotlar ko‘plab tajribalarda aniqlangan. Shuning uchun xitinaza va glyukonaza genlari fitopatogenlarga chidamli transgen o‘simliklar olish bo‘yicha gen muhandisligi tadqiqotlarida foydalanilmoqda.
Hozirgi kunda ko'pchilik o‘simliklarning xitinaza geni tutuvchi transgen
shakllari - tamaki, g‘o‘za, makkajo‘xori, pomidor, kartoshka, beda, sholi, turneps, raps va boshqa o‘simliklarning CaMV 35S promotori
nazoratida xitinaza genini ekspressiyalovchi transgen navlari olingan.
Vilt kasalligini qo’zg’atuvchi fitopatogen zamburug’ (Fusarium oxysporum f. sp. Vasinfectum) g’o’zaga katta zarar keltiradi. Ushbu zamburug’ga chidamli g’o’za navlarini yaratishda molekulyar biologiya va biotexnologik usullarni qo’llash samarador ekanligi olimlar tomonidan etirof etiladi. RNKi (RNK interferensiya) texnologiyasidan foydalanib g’o’zada birinchi bo’lib zamburug’ning jinssiz rivojlanish fazalari (mikrokanidiy, makrokanidiy, xlamidaspor) da muhim bo’lgan FoSTUA va uning ikkilamchi metobolitlari hisoblangan fumonizin hamda fuzarinlarni sintezlovchi Lae1 genlari nokautga uchratilgan transformant o’simliklar olingan.
Hozirgi vaqtda tamaki, raps, pomidor, kartoshkaning Rhizoctoniaga, tamakining Cercospora nicotianaga yuqori darajada chidamli transgen o‘simliklari olingan. Bacillus thuringiensis (CryA/B) bakteriya genlarini g‘o‘za genomiga transformasiya qilish orqali olingan transgen g‘o‘za liniyasini “Porloq” navlariga duragaylash orqali g‘o‘za tunlamiga chidamli biotexnologik g‘o‘za navlari yaratiladi. Biotexnologik g‘o‘za navi tanasidan ko‘sak qurti uchun zaharli ta'sir etuvchi modda ishlab chiqara boshlaydi.
Patogenlarga chidamli o'simliklar olishning yana bir usuli - zamburug' va mikroblarga qarshi ta’sirga ega bo‘lgan fitoaleksinlar biosintezi (yo‘li) fermentlarini kodlovchi genlarining o‘simlik hujayralariga transformatsiyasidir. Bu genlarni kartoshka va pomidor o‘simliklariga kiritilganda, fitoftoroz va fuzariozga, tamakida esa kulrang chirish kasalliklariga qarshi chidamlilik sezilarli darajada ortgan. Hozirgi kunda kartoshkaning Y virusi (PVY)ga va barg buralishi (PLRV)ga chidamli 4 ta tijoratbop transgen navlari, qovoqning uchta virusga ham bir vaqtning o‘zida chidamli navi, papayaning aylanasimon virusi (PVY) ga chidamli navlari yaratilgan.
Gerbitsidlarga chidamli transgen o‘simliklar olish
Gen muhandisligi usullari yordamida gerbitsidlar ta’siriga chidamli o'simliklar yaratishda tolerantlik (yuqori darajada chidamlilik) mexanizmlarini o‘rganishga asoslanadi va quyidagi bosqichlarni o‘z ichiga oladi;
-o'simliklar hujayrasida gerbitsidlar ta’sir etadigan nishon
aniqlanadi,
-ba’zi gerbitsidlar ta’siriga chidamli,
-rezistentlik genlari manbai bo'lgan o'simliklar, bakteriyalar tanlanadi, bu genlar identifikatsiya qilib olinib, ajratiladi, klonlanadi, transgen konstruksiyalar yaratish uchun ularning ekspressiyasi o'rganiladi.
O'simlik genomiga bakteriyaning bargenini kiritilganda BASTA gerbitsidiga chidamlilik kelib chiqadi va bu gen kodlaydigan - fosfinotrisinasetiltransferaza oqsili gerbitsidning faol komponenti fosfinotrisinni asetillashi va natijada uning inaktivatsiyasini yuzaga keltirishi aniqlangan. Shu tarzda sholi, makkajo'xori, bug'doy va boshqa o'simliklarning transgen navlari olingan. Sholi genomiga B. subtilus bakteriyasidan ajratilgan protoporfirinogensintetaza (Protox) fermentini kodlovchi gen kiritilganida u transgen o‘simlikning difenilefir qatori gerbitsidlariga chidamliligini oshirgan. Protox oqsili ekspressiyasining oshishi gerbitsid ta’sirini neytrallaydi, bu esa unda gerbitsidga chidamlilikni ortishiga sabab bo’ladi.
Hozirgi vaqtda Shimoliy Amerika va Yevropada gerbitsidlarga chidamli, makkajo‘xori, g‘o‘za, sholi, soya, bug‘doy, kartoshka va pomidor, zig‘ir kabi qishloq xo'jaligi uchun asosiy bo‘lgan ekinlarning
20 ga yaqin transgen navlaridan foydalanishga ruxsat etilgan. Qulupnay, qand lavlagi va ba’zi gulli ekinlarning transgen navlari dala sinovlaridan o'tkazilmoqda. Dunyo bo'yicha gerbitsidlarga bardoshli transgen o'simliklarning nav va duragaylari 34 mln. gektar yerga ekiladi. Bu umumiy ekinlar ekiladigan maydonlarning 80 %i ni tashkil etadi.
14-mavzu: Gen muhandisligining veterinariyadagi va tibbiyotdagi ahamiyati
Reja
Gen muhandisligining veterinariyada qo’llanilishi
Vaksinlar turlari va ulardan foydalanish
Gen muhandisligining tibbiyotdagi ahamiyati.
Veterinariya – sanitariya qoidalariga asosan O‘zbekistonga kiritiladigan oziqa moddalari va oziqaga qo‘shiladigan qo‘shimchalar faqatgina shu mahsulotlarni ishlab chiqarishga, ularni eksport qiluvchi mamlakatlarni markaziy davlat xizmati tomonidan ruxsat etilgan korxonalarda ishlab chiqarilishi va doimiy ravishda ularni nazoratida bo‘lishi kerak. Oxirgi yillarda Yevropaning eng rivojlangan mamlakatlarida sodir bo‘layotgan, o‘ta xavfli, yirik shoxli hayvonlarga qirg‘in solgan labsimon ensefalopatiya kasalligi tezlik bilan tarqalmoqda. Bu kasallik prion tabiatli kasalliklarga kiradi. Prionlar odam va hayvon bosh miyasida neyrodegenerativ o‘zgarishlar chaqiradi. Eng xavfli tomonlaridan biri – bu kasallik juda uzoq muddatli inkubatsion davrga ega bo‘lib, (ba’zida 30 yilgacha), sekin o‘tadi, ba’zan, shamollash belgilari bilan boshlanib, javobi bo‘lmagan hamda faqat o‘lim bilan tugaydigan kasalliklar safida turadi. Bu kasallik Buyuk Britaniyada epidemiyaga aylanib ketib, millionlab hayvonlarni o‘limiga sabab bo‘lganligi va bu epidemiya bir necha bor qaytarilayapti
Shuning uchun ham bu kasallikni mamlakatga kirib kelishini oldini olish maqsadida Rossiya 1989-yildan boshlab Buyuk Britaniyadan go‘sht mahsulotlari (konserva, qoramol sut mahsulotlari, tirik qoramol, sperma, embrionlar, go‘sht va go‘sht suyak uni va boshqa oziqalar) ni xarid qilish ta’qiqlab qo‘yilgan. Mol go‘shtini Yevropada hamkorlik mamlakatlaridan reeksport qilish ham man etilgan. Yuqumli kasalliklarga qarshi kurashni eng asosiy yo‘llaridan biri- bu vaksinatsiyadir. Boshmabosh vaksinatsiya qilish orqali ospa butunlay yo‘qotilgan, quturish, yashur va boshqa kasalliklar keskin qisqargan. O‘z vaqtida vaksinatsiya o‘tkazish katta iqtisodiy samara beradi. An’anaviy vaksina preparatlari kuchsizlangan yoki butunlay faoliyatini yo‘qotgan kasal qo‘zg‘atuvchilar asosida, har xil oziqa muhitida ko’paytirish asosida, aniq bo‘lgan yoki yangi yaratilgan texnologiyalar asosida ishlab chiqariladi.
Gen muhandislik usullaridan foydalanib rekombinat vaksinalar va vaksina antigenlari ishlab chiqarilmoqda.
Rekombinant vaksinalar tayyorlash uchun odatda yaxshi o‘rganilgan qoramollarda ospa chaqiradigan virusdan foydalaniladi (ospa vaksinalar). Ospa virusining DNK siga har xil kasallikni chaqiradiganlarga qarshi immunogen oqsillar kodlovchi begona genlar kiritiladi: gripp virusining gemagmotinini va gerpes virusining genkoprotein D, gepatit B virusining sirtqi antigeni, molyariya antigeni va boshqa yo‘llar orqali olingan vaksinalarni ustunlik tomoni shundaki, DNK qismlarini birlashtirish asosida, har xil patogenlarga qarshi polivalent preparatlar yaratish mumkin. Bu esa hayvonlarni bir vaqtni o‘zida o‘sha regionga xos bo‘lgan ko‘plab yuqumli va xavfli kasalliklarga qarshi emlash imkoniyatini beradi.
Vaksinalar genomga o’rnashmaydi. Rekombinant m-RNK va adenoviruslar vaksinalar DNK ga hech qanday ta’sir ko’rsatmaydi. Ingliz olimi Jenner birinchi bo’lib tirik vaksinani kashf etgan. Insonlarda uchraydigan chinchechak kasalligidan himoya qilish uchun foydalanilgan. Vaksinalar maxsus tanlab olingan viruslarning yoki mikroorganizmlarning shtammlaridan tayyorlanadi.
Vaksinalar quyidagi turlarga bo’linadi
Tirik vaksinalar
O’lik vaksinalar
Chechak (variola) - hayvonlar va odamlarning yuqumli virusli kasalligi bo'lib, isitma, intoksikatsiya belgilari, teri va shilliq pardalarda papulyar-pustulyar toshmalar paydo bo'lishi bilan tavsiflanadi. Hayvonlar orasida kasallik dunyoning ko'plab mamlakatlarida, shu jumladan Rossiyada qayd etilgan.
Vaksina antigenlar kasal qo‘zg‘atuvchilarni genini E.coliga, achitqilarga, hasharotlar yoki sut emizuvchilar to‘qimalariga klonlash orqali tayyorlanadi. Hozirgi vaqtda gepatitning HBS – virusini sirtqi antigeni (zardob gepatiti), yashur virusi qobig‘idagi oqsil VPI – genlari klonlangan. Yashur virusi bir necha serotip holatida uchraydi. Oqsil muhandisligi usullari yordamida bir oqsil antigeni doirasida har xil serotiplarning imunogen kompopentlarini tuzilishi mumkin. Vaksina antigenlar saqlash va tashishga chidamli, ishlatilishi nisbatan sodda, juda kam miqdorda oqsil saqlagani uchun allergenlik xususiyati ham o‘ta past, infeksion kasallik chaqirmaydi. Ammo, hozircha ularni immunogenligi pastligi uchun foydalanishda biroz muomma paydo bo‘lib turibdi.
Vaksin-antigenlarni immunogenligini ko‘tarishni, vaksinalarni immobilizatsiya qilish, yoki ularni liposomalarga kiritish, ularga adyuvantlar (mu’tadillashtiruvchi moddalar) qo‘shish orqali amalga oshirish mumkin. Yashur Oyoq va og'iz kasalligi - zoonozlar guruhiga mansub o'tkir virusli kasallik bo'lib, og'iz va burun bo'shliqlari shilliq qavatining intoksikatsiyasi va vesikulyar-eroziv (vesikulyar-yarali) shikastlanishi, shuningdek, interdigital terining terisi bilan tavsiflanadi.
Hozir ishlatilib kelayotgan antibiotiklarga ko‘pchilik kasal qo‘zg‘atuvchi mikroorganizmlarni o‘rganib qolganligi, ularni zaharliligi, ba’zi birlarini allergenlik xususiyati va boshqa kamchiliklaridir.
Bu muammoni yechishda quyidagi yo‘nalishlarda izlanishlar olib borilishi lozim:
➢ yangi produsentlarni sinab ko‘rish, katta miqdorda antimikrob agentlar sintez qiladigan mikroorganizmlarni tanlash va o‘rganish;
➢ antibiotiklarni zaharliligini pasaytirish maqsadida ularni kimyoviy modifikatsiya qilish (masalan, uzoq vaqtlardan buyon og‘ir mikozga qarshi ishlatilib kelinayotgan amfoteritsin B, buyrukda qaytarib bo‘lmaydigan buzilishlar chaqirishi aniqlangan, amfoteritsinni metil efiri kamroqtoksinlikga ega bo‘lishi bilan birga zamburug‘ga qarshi xususiyatini yo‘qotmagan; penitsillinlar va sefalosporinlarni har xil immobilizatsiya qilingan fermentlar yordamida modifikatsiya qilingan, o‘zlaridan faolroq hosilalari olingan).
Antibiotiklarni molekulalarini tashkil qiladigan alohida fragmentlarni sintez qilmaydigan mutant shtammlarni olish va ularni ishlatish, bundan fragmentlarni muqobillari (yoki antibiotiklarni muqobillari) oziqa muhiti tarkibiga kiritiladi, mikroorganizmlar bu muqobillarni biosintez uchun ishlatadi, oqibatda modifikatsiya qilingan antibiotiklar sintez bo‘ladi;
➢ gen muhandislik usullarini ishlari mikroorganizm genomiga antibiotiklarni modifikatsiya qilishda qatnashadigan fermentlar haqida axborot kiritish, masalan: antibiotiklarga metil guruhi kiritish uchun metilaza fermenti kerak bo‘ladi;
➢ hujayra muhandisligi usullaridan foydalanib, gibrid antibiotiklar
yaratish; (masalan shakarlar aglikonini yangi kombinatsiyalari ).
Istiqbolli yo‘nalishlardan yana biri antibiotiklarni kapsulalangan holatda ishlab-chiqarish, ularni liposomal shakllari ularni organizmni kerakli qismiga yetkazadi va o‘sha joyda o‘z ta’sirini ko‘rsatadi, demak ularni ikkinchi darajali ta’siri kamayadi va samaradorligi oshadi. Bunday ishlanmalar boshqa dorivor moddalar uchun ham foydalidir. Masalan, kalazar – leyshmaniyalar chaqiradigan kasallik bo‘lib, uni davolashda o‘ta zaharli bo‘lgan surma preparatlari ishlatiladi. Bu preparatlarni davolash miqdori (dozasi) inson hayoti uchun zaharli. Liposoma tarkibiga kiritilgan surma to‘g‘ridan-to‘g‘ri kasallangan organlarga qorataloq va jigarga olib kelinadi, shu tufayli odatdagidan kamroq miqdorda (dozada) bo‘lsada, samaraliroq ta’sir ko‘rsatadi.
Chorvachilikni rivojlantirishda qishloq xo‘jalik hayvonlari orasida ko‘plab uchraydigan yuqumli kasalliklarni oldini olish, bu maqsadda tirik rekombinant vaksinalar va gen muhandislik usullari bilan yaratilgan vaksin – antigenlardan, foydalanish, bunday kasalliklarni monoklonal antitelalar va DNK RNK – proba orqali erta diagnostika qilish katta ahamiyatga ega. Hayvonlarni mahsuldorligini oshirish maqsadida hozirgi vaqtda mikrobiologiya sanoati zamburug‘lar, bakteriyalar, achitqilar va suv o‘tlari asosida qimmatli oziqalar ishlab chiqarmoqda. Bir hujayralilarni yuqori miqdorda oqsil saqlovchi biomassasi qishloq xo‘jaligi hayvonlari organizmida yaxshi so‘riladi.
1 t achitqi oziqasi – 400-600 kg cho‘chqa go‘shti, 1500 kg gacha parranda go‘shti, 25-30 ming dona tuxum berishi va 5-7 tonna bug‘doyni iqtisod qilish imkonini yaratadi. Buni juda katta ahamiyati bor, chunki butun dunyoda 30 % qishloq xo‘jalik maydoni hayvonlar va parrandalarga oziqa yetkazishga ajratilgan.
Bugungi kunda yashurga qarshi sintez qilingan, tabiatan oligopeptid bo‘lgan vaksina keng qo‘llannilib kelinmoqda. Bunday vaksinalar umuman xavfsizdir. Ular ikkinchi darajali ta’sirga ega emaslar, faqatgina ularni ishlab chiqarish bahosi juda ham qimmat. Shularni hisobga olgan holda viruslarni bir necha xillari va serotiplariga nisbatan poliantigenli deatamaantlarni gen muhandislik yo‘li bilan sintez qilish istiqbolliroq ko‘rinadi. Antigen deatamaantlar ularni tashuvchi oqsil molekulasiga antitela bilan uchrashuvi ta’minlanadigan holatda joylashishlari kerak.
Bugungi kunda yashurga qarshi sintez qilingan, tabiatan oligopeptid bo‘lgan vaksina keng qo‘llannilib kelinmoqda. Bunday vaksinalar umuman xavfsizdir. Ular ikkinchi darajali ta’sirga ega emaslar, faqatgina ularni ishlab chiqarish bahosi juda ham qimmat.
Oqsil molekulasida immunogen bo‘lmagan qismlarni borligini tushuntiruvchi umumiy nazariya hamda “jim turgan”, ammo “gapirish”ga imkoniyati bor qismlarni immunogenligini oshiruvchi bir qator tadbirlar ishlab chiqilgan hozirgi vaqtda hayvonlarni bir qator yuqumli kasalliklarini (yashur, quturish, ichketish va boshqa virusli kasalliklari) oldini oluvchi gen-muhandislik vaksinalari yaratilgan.
Kasal qo‘zg‘atuvchilarni molekulyar gibritsidizatsiya usullari orqali aniqlashda rekombinant DNK dan foydalanish mumkin. Bu usul yuqumli kasalliklarni tez va aniq diagnostika qilish, shu kasalni tashuvchi hayvonlarni aniqlash imkoniyatini yaratadi. Bu usul asosida radioaktiv moddalar yoki biochiplar bilan belgilangan DNK zondlarini ishlatish, keyin zondlarni kasallik qo‘zg‘atuvchisini olib hayvon to‘qimalarini gibridizatsiya qilish yotadi. Bu usul ayniqsa bekilgan (aniq bo‘lmagan) infeksiyalarni xlamidiozlar, sekin infeksiyalarni aniqlash uchun juda bebahodir. DNK asosidagi molekulyar zondlardan foydalanish xususiyatlari bir-birlariga yaqin bo‘lgan yuqumli kasalliklari qo‘zg‘atuvchilarini aniqlash imkoniyatini yaratadi.
Xlamidiya qo'zg'atuvchisi sifatida xlamidiya turlarga bo'linadi:
1) Chlamydia psittaci. Ushbu turdagi xlamidiya qushlarda uchraydi, ular odamlarga infektsiyani tashuvchisi bo'lishi mumkin. Ushbu turdagi xlamidiya atipik pnevmoniya, artrit, ensefalomiyokardit va pielonefrit kabi kasalliklarni qo'zg'atishi mumkin. Xlamidiyaning yuqishi havodagi tomchilar yoki havodagi chang orqali sodir bo'ladi.
2) Chlamydia pecorum, ularni hayvonlar ham olib yuradi.
3) Chlamydia pneumoniae - odamdan odamga yuqadigan xlamidiya turi bo'lib, havo tomchilari orqali paydo bo'lishi mumkin.
4) Chlamydophila felis, hayvonlarga ta'sir qiladi, undan odamlarga ham infektsiya yuqishi mumkin. Xlamidiyaning bu turi odamlarda ham, hayvonlarda ham kon'yunktivitning tez-tez namoyon bo'lishi bilan tavsiflanadi.
5) Chlamydophila caviae - odamlarda jinsiy a'zolar kasalliklarini keltirib chiqaradigan xlamidiya turi.
6) Chlamydia trachomatis faqat odamlarga xos bo'lgan xlamidiya bo'lib, xlamidiyaga xos fagotsitoz jarayoni orqali insonning har qanday tizimida kasallik keltirib chiqarishi mumkin.
Tibbiy yordamni takomillashtirishga gen injeneriyasining hissasi katta. Shunday qilib, gen injeneriyasi tufayli yangi diagnostik preparatlar, vaktsinalar va almashtirish terapiyasi, shuningdek, irsiy kasalliklarni davolash uchun preparatlar yaratish mumkin bo'ldi.
Bugungi kunda shifokorlar bir qator dori vositalariga ega, ular uchun tanadagi analoglar bilan aniq yozishmalar juda muhimdir. Bular endokrinologik kasalliklar, gematologik kasalliklar (eritropoetin, granulotsitlar koloniyasini ogohlantiruvchi omil, qon ivish omillari, ba'zi monoklonal antikorlar va boshqalar), virusli infektsiyalar (interferonlar), miyokard infarkti va ishemik insult (fibrinolitiklar) va boshqalar.Bunday dorilarni olishda genetik muhandislik usullari quyidagi afzalliklarga ega:
Inson tuzilishi nuqtai nazaridan moddalarning o'ziga xosligi. Cho'chqalar va qoramollarning oshqozon osti bezidan ishlab chiqarilgan insulin inson insulinidan mos ravishda bir va uchta aminokislotalarda farq qiladi, bu ko'pincha istalmagan reaktsiyalarga olib keldi.
Past narx va qulay ishlab chiqarish. Xuddi shu insulinning 200 g quruq moddasini olish uchun 6000 dan ortiq sigirlardan (yoki cho'chqalardan) oshqozon osti bezi talab qilinadi. Xuddi shu miqdor 1000 L kulturali suyuqlik tarkibidagi bakteriyalar tomonidan ishlab chiqarilishi mumkin.
Gen terapiyasi preparatlari Viskott-Aldrich sindromi, surunkali granulomatoz kasallik, mukovistsidoz, Dyushenn va Bekker mushak distrofiyalari, Parkinson kasalligi va lizosomal saqlash kasalliklarida turli muvaffaqiyatlar bilan sinovdan o'tkazilmoqda. 2012 yil oxirida Evropada noyob giperxilomikronemiya kasalligi uchun ro'yxatga olingan birinchi gen terapiyasi dori kursi uchun taxminan 1,6 million dollar turadi.
WAS bilan kasallanish darajasi har 100 000 tirik tug'ilgan chaqaloqqa 1 tadan kamroq darajada baholanadi.
X ga bog'langan retsessiv xususiyat sifatida meros bo'lib o'tadi. Wiskott-Aldrich sindromida qon ivishida ishtirok etadigan qon hujayralari soni hajmining pasayishi kuzatiladi. Mikrotrombotsitopeniyada terining yuzasi ostida kichik qon ketishiga olib kelishi mumkin, natijada purpura deb ataladigan binafsha rangli dog’lar yoki patexiya deb ataladigan mayda qizil dog’lardan iborat o’zgaruvchan o’lchamdagi toshmalar paydo bo’ladi.
Surunkali granulomatoz kasallik odatda erta bolalik davrida takrorlanuvchi xo'ppozlar bilan namoyon bo'ladi, ammo ba'zi bemorlarda erta o'smirlik davrida paydo bo'lishi mumkin. Bu kasallik o’z vaqtida davolanmasa 6-12 oy ichida o’limga olib keladi.Kasallik ko’pincha yuqori nafas yo’llari va ko’zlarning shikastlanishi bilan namoyon bo’ladi.Ichki organlarning shikastlanishi odatda keyinroq sodir bo’ladi.
Kistik fibroz ko‘p tizimli, irsiy, hayot uchun xavfli kasallik bo‘lib, tashqi sekretsiya bezlari, shuningdek, hayotiy muhim organlar va tizimlar: nafas olish yo‘llari, oshqozon-ichak trakti, oshqozon osti bezi, jigar, so‘lak va ter bezlari, reproduktiv tizimning shikastlanishi bilan tavsiflanadi.
Dyushenn distrofiyasi mushak hujayralari membranalarida distrofin kontsentratsiyasining pasayishiga olib keladigan retsessiv kasallikdir. Ushbu kasallik 100 000 tirik tug’ilgan o’g’il bolalardan taxminan 10 ta’siga ta’sir qiladi va odatda 2-3 yoshda paydo bo’ladi. Bu kasallikda 12 yoshida nogironlar aravachasidan foydalanadilar va 20 yoshga kelib nafas olish kasalliklaridan vafot etadilar.
Bekker distrofiyasi
Dyushen distrofiyasi bilan solishtirganda Bekker distrofiyasi odatda ancha kechroq namoyon bo’ladi va yengilroq bo’ladi. Harakat qilish qobilyati odatda kamida 15-yoshgacha davom etadi va ko’p bolalar balog’atga yetgunga qadar harakatchan bo’lib qoladailar. Kasallanganlarni aksariyati 30-40 yoshgacha yashaydi.
Parkinson kasalligi - bu miyaning degenerativ kasalligi bo'lib, u buzilgan vosita funktsiyalari (harakatning sekinlashishi, titroq, qattiqlik va muvozanatning yo'qolishi) va keng ko'lamli motor bo'lmagan kasalliklar (kognitiv pasayish, psixiatrik kasalliklar, uyqu buzilishi, og'riq va boshqalar) bilan tavsiflanadi.
Lizosomal saqlash kasalliklari - lizosomalarning hujayra ichidagi organellalari disfunktsiyasidan kelib chiqadigan juda kam uchraydigan irsiy kasalliklar guruhining umumiy nomi.
15-mavzu. Gen muhandislik usullarini qo’llanilishini nazorat qilish
Reja:
1. Biomuhandislik va transgenozda biologik xavsizlik va genetik xavf.
2. Genetik modifikatsiya qilingan organizmlar va ulardan olinadigan mahsulotlar ustida davlat nazorati boshqaruvi.
3. Rivojlangan davlatlarda genetik o‘zgartirilgan organizmlar bo‘yicha biologik havfsizlikni nazorat qilishda davlat boshqaruvi.
4. Biotexnologiya va biomuhandislikda standartlash
Biotexnologiya va uning fundamental, strategik yadrosi bo‘lgan biomuhandislik (bioinjeneriya) - tirik organizmlarning asosiy xususiyatlari - avloddan-avlodga o‘tish, o‘zgaruvchanlik, moslashuvchanlik, chidamlilik, energiya va massa almashinuvi, hosildorlik va sifat singari xususiyatlarini hosil bo‘lish mexanizmlarini o‘rganadi va shu mexanizmlarga tayanib ish tutadi.
Xavfsizlik haqida umumiy tushunchalar. Tabiiy, texnologik va boshqa omillar inson va uni o‘rab turgan muhitga doimiy ravishda ta’sir ko‘rsatib turadi. Bunday ta’sir foydali yoki zararli bo‘lishi mumkin. Fan, jamiyat, davlat, inson va atrof muhitga salbiy ta’sir ko‘rsatuvchi omillardan himoya qilishni har tomonlama asoslangan tizimini ishlab chiqishi va undan unumli foydalanmog‘i lozim. Inson, jamiyat va davlat borligi hamda ularning faoliyati har qanday ichki va tashqi ta’sirlardan muhofaza qilinmog‘i kerak.
Xavfsizlikning bosh mezoni bu - insondir.
Inson xavfsizligini, uning hayot faoliyati, inson yashab turgan jamiyat xavfsizligini, atrof-muhitni himoya qilmasdan turib, to‘laqonli ijtimoiy-iqtisodiy faoliyatni amalga oshirib bo‘lmaydi.
Xavfsizlikning asosiy prinsiplaridan biri - inson, jamiyat va davlat o‘rtasidagi o‘zaro javobgarlikdir.
Xavfsizlikka erishish - bu hayotiy zarur qiziqishlarni ichki va tashqi xavfdan mustahkam muhofaza qilishga qodir bo‘lgan tizimni ishga solishdir.
Xavfsizlik - inson, jamiyat, davlat va butun borliqqa tegishli biologik, ekologik, ijtimoiy, iqtisodiy, oziq-ovqat, harbiy va boshqa omillar bo‘lishi mumkin.
Genlarni bir-birlariga o‘zaro ta’siri yoki o‘zaro almashinuvi jarayonida paydo bo‘ladigan pleyotrop ta’sir natijasida paydo bo‘ladi. K.G.Gazaryanni fikricha transgenozda genom mo‘tadilligini buzilishi, nafaqat dastlabki genomni yangi genlar bilan to‘yinishi yoki kiritilgan yangi genlarni mutantlik xususiyatlari bilan, balki rekombinatsiyadagi endogen tizimni kuchayishi va “uxlab yotgan” genlarni faolligining uyg‘onishi bilan ham bog‘liqdir.
Bularning barchasi transgenozda inson hayotiga xavf soladigan genotiplar paydo bo‘lishi mumkinligini ilmiy asoslashga imkon yaratadi.
Bir o‘simlik gul changidan gen-modifikatorlarini (o‘zgartiruvchilarni) boshqa o‘simlikka o‘tishi, ularni uchinchi genotip genlari bilan o‘zaro ta’siri natijasida inson va atrof-muhit uchun zararli bo‘lgan yangi genotiplarni paydo bo‘lishi ham o‘ta xavflidir.
Хавфсизликнинг асосий принципларидан бири-инсон, жамият ва давлат ўртасидаги ўзаро жавобгарликдир. Хавфсизликка эришиш - бу ҳаётий зарур қизиқишларни ички ва ташқи хавфдан мустаҳкам муҳофазақилишга қодир бўлган тизимни ишга солишдир. Хавфсизлик - инсон, жамият, давлат ва бутун борлиққа тегишли биологик, экологик, ижтимоий, иқтисодий, озиқ-овқат, ҳарбий ва бошқа омиллар бўлиши мумкин. Хавфсизликни ҳар хил турлари ва уларни биотехнологияга таъсирини Т.Е.Попова томонидан яратилган қуйидаги жадвалда кўриш мумкин.
Биотехнологияни ҳарбий бўлмаган хавфсизлик аспектларига ижобий
таъсири
Соғликни сақлаш
дори-дармонлар, вакциналар, диагностика препаратлари
инсон репродукциясидан фойдаланиш (сунъий уруғлантириш), ирсий касалликларни олдиндан диагностика қилиш ва бошқалар
ген орқали даволаш
ксенотрансплантология
Озиқ-овқат
Озиқа маҳсулотларининг сифатини яхшилаш, парҳез ва озиқа препаратлари
ишлаб чиқиш (қандсимон моддалар, аминокислоталар, витаминлар ва ҳ.к.
Озиқ-овқат саноатида (нон, пишлоқ, вино, пиво, таъм ва ҳид берувчи моддалар ва ҳ.к) фойдаланиш
Қишлоқ хўжалиги
ўсимликлар ва ҳайвонларни ҳимоя қилиш воситалари, биологик ўғитлар
олдиндан хусусиятлари белгиланган, трансген ўсимликлар ва ҳайвонлар яратиш
ем хашак сифатини яхшиловчи маҳсулотлар ишлаб чиқариш
ҳайвонларни сунъий урчитиш ва эмбрионларни ажратиш
элита ўсимликларни тезлатиб ўстириш, вируссиз ўсимлик кўчатларини етиштириш
қишлоқ хўжалик, саноат ва маиший хизмат чиқиндиларини қайта ишлаш
Экология
секин парчаланадиган, ифлослантиручи маҳсулотлар (нефть, пестицидлар, полимерлар ва ҳ.к) дан тозалаш
атроф-муҳитни ифлослантирувчи моддалар ўрнини босадиганларини
(биопестицидлар, пластмассалар ва ҳ.к.) тез парчаланувчи маҳсулотлар яратиш
ҳар хил соҳаларда ўринбосар (альтернатив) технологиялар яратиш
ёпиқ занжирли чиқиндисиз технологиялар яратиш
биологик хилма-хилликни, ноёб ўсимликлар ва ҳайвонларни асраш,
популяцияларини қайта тиклаш
Табиий ресурсларни қазиб олиш муаммолари
қазилма бойликлардан фойдаланиш, шунингдек, ташландиқ материаллар ва чиқиндилар (биометаллургия, нефть қудуқларини тиклаш ва ҳ.к).
биоэнергетика (биогаз, техник спирт, водород ва ҳ.к.)
табиий маҳсулотлардан кимёвий моддалар ишлаб чиқариш
1974 yilda gen muhandisligi fanining otasi hisoblangan, DNK ning rekombinat molekulasini yaratgan amerikalik olim P.Berg boshchiligida gen muhandisligi bo‘yicha o‘n bir nafar dunyoning eng yirik olimlari “Science” (ilm, fan) jurnali orqali, rekombinat DNK yaratish borasidagi ilmiy izlanishlarini toki shu muammoga bag‘ishlangan butun-jahon kongressi o‘tkazilgunicha to‘xtatib turish lozimligi to‘g‘risidagi ochiq xat bilan chiqadilar. Ammo, bir yil o‘tar-o‘tmas 1975 yil Asilomar (AQSh) da o‘tkazilgan xalqaro konferensiyada olimlar gen muxandisligi bo‘yicha olib borilayotgan ishlar boshqa, shunga o‘xshash ishlardan xavfli emasligi, faqatgina biologik xavfsizlikni saqlagan holda nazorat o‘rnatilishi (o‘tkazilishi) lozim - degan fikrga keldilar.
GMO va ulardan olinadigan maxsulotlarni biologik xavfsizlikka ta’siri
Genetik modifikatsiya qilingan organizmlar va ulardan olinadigan mahsulotlarni biologik xavfsizlik nuqtai nazaridan baholashni eng asosiy bosqichlaridan biri - ularni sanitariya-gigiena ekspertizasidan o‘tkazishdir.
Mamlakatimizda bunday markazlarga hozircha ehtiyoj sezilgani yo‘q. Rossiyada bu vazifani Rossiya tibbiyot akademiyasiga qarashli Oziq-ovqat instituti bajaradi. Bunday ixtisoslashgan markazlar barcha rivojlangan mamlakatlarda (AQSh, Angliya, Fransiya, Kanada, Germaniya, Italiya, Xitoy va h.k.) tashkil etilgan
Oziq –ovqat institutining asosiy vazifalari quyidagilardan iborat
birlamchi transgen o‘simliklarni kimyoviy tarkibini o‘rganish;
genetik modifikatsiya qilingan o‘simliklar va ulardan olingan mahsulotlarning biologik bahosini va organizmda so‘rilish xususiyatlarini taqqoslab o‘rganish;
ularni allergik xususiyatlarini va inson immun tizimiga ta’sirini o‘rganish;
ularni zaharliligini, konserogenligini va mutagenligini o‘rganish;
ularning inson va hayvonlarni avlod qoldirish xususiyatlariga ta’sirini o‘rganish.
Rossiyada genetik modifikatsiya qilingan organizmlarning biologik xavfsizligini ta’minlash maqsadida, har bir yangi shtamm, tur yoki navlar Rossiya qishloq xo‘jalik akademiyasiga qarashli Fitopatologiya institutida va O‘simliklarni himoya qilish institutida hamda Rossiya Fanlar Akademiyasiga qarashli Biomuxandislik markazida sinovlardan o‘tkaziladi.
Biomuhandislik markazlarning asosiy vazifalari:
o‘simlik genomiga kiritilgan DNK ni o‘rganish;
yangi kiritilgan gen boshqa organizmlarga o‘tish yoki o‘tib ketmasligini sinovlardan o‘tkazish;
mazkur xususiyatga ega bo‘lgan o‘simlikni keyingi avlodlarga o‘tish o‘tmasligini nazorat qilish;
yangi o‘simlikni kasallikka munosabati va tuproq mikroflorasiga ta’sirini o‘rganishdan iboratdir.
Hozirda AQShda yetishtiriladigan GM ekinlari, ular uchun o'zgartirilgan xususiyatlar va GM navlariga ekilgan umumiy ekin maydonlarining foizi.
IR = hasharotlarga chidamli,
HT = gerbitsidlarga chidamli, DT = qurg'oqchilikka chidamli, VR = virusga chidamli.
Genetik modifikatsiya qilingan organizmlardan olinadigan oziq-ovqat mahsulotlari, albatta, meditsina-biologiya baholash tizimidan o‘tkazilishi shart. Buning uchun, eng avvalo maxsus uslubiy ko‘rsatmalar ishlab chiqarilishi lozim. Bunday uslubiy ko‘rsatmalarda gigiena ekspertizasidan o‘tkazish tartiblari va genetik modifikatsiya qilingan organizmlardan olingan mahsulotni davlat ro‘yxatidan o‘tkazish tartiblari keltirilgan bo‘lishi zarur. Misol uchun, Rossiyada genetik-modifikatsiya qilingan organizmlardan olingan oziq-ovqat mahsulotlarini tibbiy-gigienik, tibbiy-biologik, klinika sinovlaridan o‘tkazish uslublari yaratilgan bo‘lib, mamlakat Sog‘liqni Saqlash Vazirligi hamda tegishli adliya va huquq organlari tomonidan tasdiqlangan.
Gen muhandisligi, GMO va ulardan olinadigan mahsulotlar ustidan davlat nazorati va boshqaruvi. Rivojlangan gen-muhandislik infrastrukturasiga ega bo‘lgan barcha mamalakatlarda hozirgi vaqtda o‘zining zamonaviy biotexnologiya va biomuxandislik bo‘yicha amalga oshiruvchi ishlarni huquq va me’yorini belgilab beruvchi qonunlari va boshqa davlat hujjatlari qabul qilingan.Bunday xujjatlarni tayyorlashda ko‘pchilik mamalakatlarda BMT, FAO va boshqa xalqaro birlashmalar tomonidan tayyorlangan xalqaro talablar asos qilib olingan.
Rossiyada 1996 yil 5 iyunda qabul qilingan 86 F3 sonli “gen-muhandisligi faoliyatida davlat boshqaruvi haqida” deb atalgan qonunda 4 bosqichdan iborat taxminiy xavf borligi va shuning uchun ham gen-muhandisligi bo‘yicha ish olib borayotgan xodimlar bu qonun doirasida ish yuritishga majbur ekanligi ko‘rsatib o‘tilgan:
Birinchi bosqich (xavf) - inson salomatligiga zarar yetkazish ko‘rsatkichi bo‘yicha patogen bo‘lmagan mikroorganizmlar bilan ishlash xavfiga to‘g‘ri keladi.
Ikkinchi bosqich - inson salomatligiga uncha ko‘p bo‘lmagan (jiddiy bo‘lmagan) xavf keltirib, u shartli patogen mikroorganizmlar bilan ish olib borayotgan xodimlar uchun tug‘iladigan xavfga to‘g‘ri keladi.
Uchinchi bosqich - xavf sekin asta, ammo doimiy ravishda xavf solib kelayotgan ishlarga to‘g‘ri kelib, uni xavfi yuqumli kasalliklar qo‘zg‘atadigan mikroorganizmlar bilan ishlashga tengdir.
To‘rtinchi bosqich - xavf inson organizmi uchun juda xavfli bo‘lib, uning ko‘rsatkichi o‘ta xavfli kasalliklarni qo‘zg‘atadigan mikroorganizmlar bilan ishlayotgan xodimlar xavfiga tengdir.
ген-муҳандислик муаммолари билан
шуғулланадиган ходимлар олдига махсус талаблар қўйган:
Биринчиси - мажбурий мутахассислик, тайёргарлик ва ген-муҳандислик фаолиятига тўғри келадиган саломатлик ҳолати;
Иккинчиси-тажриба олиб бориладиган хоналарни қоида талабларига тўғри келиши;
Учинчи-хавф билан ишлайдиган ишлар учун албатта рухсатнома (лицензия) бўлиши шарт ва ҳ.к
Bunday maxsulotlar ekologik xavfsizlik talablariga, sanitariya me’yorlariga, farmakologiya bandlariga hamda davlat standartlash talablariga to‘liq javob berishlari kerak.
Gen muhandislik usullari bilan modifikatsiya qilingan organizmlardan olingan mahsulotlar va bu beriladigan xizmatlar albatta sertifikatlangan bo‘lishi, ular albatta sifat sertifikati va o‘xshashlik belgisiga ega bo‘lishi shart.
Biologik xavfsizlik ustidan Davlat nazorati shuningdek, genetik modifikatsiya qilingan va boshqa biologik ob'ektlardan yangi oziqa maxsulotlari, materiallar va buyumlarni ishlab chiqarish va ishlatishni ham qamrab oladi.
|