Рекомбинантты ДНК бир нече булактардан алынган генетикалык материалды бириктирүү үчүн лабораториялык генетикалык рекомбинациялоо ыкмалары аркылуу түзүлгөн молекулалар. Бул мүмкүн, анткени бардык организмдердин ДНК молекулалары бирдей химиялык түзүлүшкө ээ жана андагы нуклеотиддердин ырааттуулугу боюнча гана айырмаланат.
Жаратуу
Молекулярдык клондоо – бул рекомбинантты ДНКны түзүү үчүн колдонулган лабораториялык процесс. Бул полимераздык чынжыр реакциясы (ПТР) менен бирге эң кеңири колдонулган эки ыкманын бири. Ал экспериментатор тандаган белгилүү бир ДНК ырааттуулугунун репликациясын көзөмөлдөөгө мүмкүндүк берет.
Рекомбинантты ДНК ыкмаларынын ортосунда эки негизги айырма бар. Алардын бири молекулярдык клондоштуруу тирүү клеткадагы репликацияны камтыйт, ал эми ПТР in vitro шартында. Дагы бир айырмачылык, биринчи ыкма ДНК ырааттуулугун кесип жана чаптоого мүмкүндүк берет, ал эми экинчиси учурдагы тартипти көчүрүү менен жакшыртат.
Вектор ДНК
Рекомбинантты ДНКны алуу үчүн клондоочу вектор талап кылынат. Ал плазмидалардан же вирустардан алынган жана салыштырмалуу кичинекей сегмент. Молекулярдык клондоштуруу үчүн векторду тандоо кожоюн организмдин тандоосуна, клондолуп жаткан ДНКнын өлчөмүнө жана бөтөн молекулалардын экспрессияланышына жараша болот. Сегменттерди чектөө ферменти/лигаза клондоо же Гибсон монтажы сыяктуу ар кандай ыкмалар менен бириктирсе болот.
Клондоо
Стандарттык протоколдордо клондоо жети кадамды камтыйт.
- Кожоюн организмди жана клондоо векторун тандаңыз.
- ДНК векторун алуу.
- Клондолгон ДНКнын пайда болушу.
- Рекомбинантты ДНКны түзүү.
- Аны кабыл алуучу организмге киргизүү.
- Аны камтыган организмдердин тандалышы.
- Керектүү ДНК кыстармалары жана биологиялык касиеттери бар клондорду тандоо.
Кожоюн организмге трансплантациялоодон кийин рекомбинанттык түзүлүштөгү бөтөн молекулалар экспрессияланышы мүмкүн же көрсөтүлбөшү мүмкүн. Экспрессия ДНК өндүрүшү үчүн зарыл болгон ырааттуулуктарды камтышы үчүн гендин реструктуризациясын талап кылат. Ал хосттун котормо машинасы тарабынан колдонулууда.
Бул кантип иштейт
Рекомбинантты ДНК кабыл алуучу клетка рекомбинантты гендерден протеинди экспрессия кылганда иштейт. Экспрессия генди транскрипциялоо үчүн көрсөтмөлөрдү берген сигналдардын жыйындысы менен курчоого көз каранды. Аларга промотор, рибосома байланышы жана терминатор кирет.
Кыйынчылыктар ген болсо пайда болотбактериялык ээси үчүн терминатор катары иш-аракет кылган интрондорду же сигналдарды камтыйт. Бул мөөнөтүнөн мурда токтотууга алып келет. Рекомбинантты белок туура эмес иштетилген, бүктөлгөн же бузулушу мүмкүн. Эукариоттук системаларда анын өндүрүшү, адатта, ачыткыларда жана жип сымал козу карындарда болот. Жаныбарлардын капастарын колдонуу кыйынга турат, анткени көптөр үчүн бекем колдоочу бет керек.
Организмдердин касиеттери
Рекомбинантты ДНК молекулаларын камтыган организмдер, сыягы, нормалдуу фенотиптерге ээ. Алардын сырткы көрүнүшү, жүрүм-туруму жана зат алмашуусу адатта өзгөрбөйт. Рекомбинанттык тизмектердин бар экенин көрсөтүүнүн бирден-бир жолу - полимераздык чынжыр реакциясынын тестин колдонуу менен ДНКнын өзүн изилдөө.
Кээ бир учурларда, рекомбинантты ДНК зыяндуу таасирин тийгизиши мүмкүн. Бул анын активдүү промоуторду камтыган фрагменти мурда унчукпай турган клетка генинин жанында жайгашканда болушу мүмкүн.
Колдонуу
Рекомбинанттык ДНК технологиясы биотехнологияда, медицинада жана изилдөөдө кеңири колдонулат. Анын протеиндерин жана башка азыктарын дээрлик бардык батыш аптекаларынан, ветеринардык клиникалардан, доктурлардан, медициналык же биологиялык лабораториялардан тапса болот.
Эң кеңири таралган колдонмо фундаменталдык изилдөөдө, мында технология биология жана биомедициналык илимдердеги бүгүнкү иштердин көбү үчүн маанилүү. Рекомбинантты ДНК гендерди аныктоо, картага салуу жана ырааттуулугун аныктоо жана аларды аныктоо үчүн колдонулатфункциялары. rDNA зонддору бир клеткалардагы жана бүт организмдердин ткандарында ген экспрессиясын талдоо үчүн колдонулат. Рекомбинантты белоктор лабораториялык эксперименттерде реагенттер катары колдонулат. Төмөндө айрым конкреттүү мисалдар келтирилген.
Рекомбинантты химозин
Абомасумда табылган химозин сыр жасоо үчүн керектүү фермент. Бул өнөр жайда колдонулган биринчи генетикалык жактан өзгөртүлгөн тамак-аш кошумчасы болгон. Микробиологиялык жактан өндүрүлгөн рекомбинантты ферменттин түзүмү боюнча музоодон алынган фермент арзаныраак жана көп санда өндүрүлөт.
Адамдын рекомбинант инсулини
Инсулинге көз каранды диабетти дарылоо үчүн жаныбарлардан алынган (мисалы, чочко жана бодо мал) алынган инсулиндин ордун дээрлик алмаштырды. Рекомбинантты инсулин адамдын инсулин генин Eterichia же ачыткы бактерияларына киргизүү жолу менен синтезделет.
Өсүү гормону
Гипофиз бези нормалдуу өнүгүүнү камсыз кылуу үчүн жетиштүү өсүү гормонун чыгарбай калган бейтаптарга жазылган. Рекомбинанттык өсүү гормону жеткиликтүү боло электе, ал өлүктөрдүн гипофиз безинен алынган. Бул кооптуу практика кээ бир бейтаптарды Крейцфельдт-Якоб оорусуна алып келди.
Рекомбинантты коагуляция фактору
Бул кандын уюшу бузулган гемофилия формалары менен ооруган бейтаптарга берилүүчү кандын уюшу белок. Алар өндүрө албайтVIII фактор жетиштүү санда. Рекомбинанттык фактор VIII иштеп чыкканга чейин белок бир нече донорлордон көп сандагы адамдын канын иштетүү жолу менен жасалган. Бул жугуштуу оорулардын жугуу коркунучун алып келген.
ВИЧ-инфекциясынын диагностикасы
ВИЧ-инфекциясын диагностикалоо үчүн кеңири колдонулган үч ыкманын ар бири рекомбинантты ДНКны колдонуу менен иштелип чыккан. Антитело тести анын протеинди колдонот. Ал тескери транскрипциялуу полимераздык чынжыр реакциясын колдонуу менен ВИЧ-генетикалык материалдын бар экендигин аныктайт. Сыноону иштеп чыгуу молекулярдык клондоштуруу жана ВИЧ геномдорун секвенирлөө аркылуу мүмкүн болду.
