Тіршілікке қабілетті протопластарды алу

Протопластарды нәтижелі бөліп алу көптеген факторларға байланысты: лпаның шығу тегі (жапырақ, тұқымжарнақ, тамыр, тозаң түйірі, каллус ұлпасы, суспензиядағы жасушалар), өсімдіктің түрі мен сорты, өсімдіктің физиологиялық күйі, ферменттердің құрамы, олардың сапасы, ортаның рН және осмостық заттың түрі.

Протопластар суспензиясының сапасы тіршілікке икемді протопластардың санымен белгіленеді. Протопластардың саны Фукс-Розенталь камерасында есептеледі. Протопластың тығыздығы (суспензияның 1 мл-дегі саны) суспензияның маңызды сипаттамасы. Егер ұлпаның немесе өсірілген жасушалардың ылғалды массасының 1 граммынан 1х_тен 5х_ дейін тіршілікке икемді протопластар шықса, онда протопластар жақсы бөлініп алынды деп есептеледі.

Протопластардың бөлініп алынатын мөлшері және олардың өміршеңдігі өсімдіктің түріне, жасына және физиологиялық күйіне, яғни генетикалық және эпигенетикалық ерекшеліктеріне байланысты.

Протопластарды көп мөлшерде тұрақты алып отыру үшін өсімдіктерді белгілі бір жағдайда өсіру керек және олардың ең қолайлы өсу кезеңін, нақтылы бір мүшесін анықтап таңдап алу қажет.

In vitro өскен жасушалар мен ұлпалардан протопластарды бөліп алудың мынадай өз артықшылықтары бар: стерильдік, in vitro жағдайында өсуге бейімділік. Бірақ жасуша қабықшасының химиялық құрамының күрделі болып өзгеруі және оның қалыңдауы ферменттік гидролизді қиындатады. Бүтін протопластардың бөлініп алынуы өсірген жасушалардың ішінде меристемалық жасушаларының сан жағынан үлесіне сай болады, ал ол үшін суспензиядағы жасушаларды жиі-жиі (2-3 тәулігінде) жаңа қоректіа ортаға көшіріп отыру керек.

Суспензияда өсірген жасушалардан протопластарды алу үшін ең қолайлы мезгіл, ол жасушалардың өсу кезеңінің логарифмдік фазасының соңында. Осы мезгілде жасуша қабықшалары ферменттердің әсерімен оңай ыдырап, өміршең протопластарды береді. Протопластардың тіршілікке икемділігі оларды бөліп алу жағдайлары мен тәсілдеріне байланысты. Жасушаның плазмолиз кезінде сусыздандырылуы және қабығының бұзылуы оны шок күйіне (күйзеліске) душар етеді. Бұ жағдайда цитоплазманың вакуольденуі артады, көптеген липид тамшылары пайда болады, полисомалардың саны азаяды, ядро мен хлоропластар қоюланады.

Фермент препаратының сапасы протопластардың бөліп алынған санына, мөлшеріне ғана емес, олардың кейбір қасиеттеріне де әсер етеді. Пектиндер мен целлюлозаларды гидролиздейтін саудалық фермент препараттарына қоспа ретінде протеазалар, липазалар, нуклеазалар және басқа ферменттер, фенолдық қосылыстар, тұздар кіреді. Олар плазмалемманың қасиеттерін өзгертуі мүмкін. Осы токсикалық заттардан құтылу үшін және протопластардың шығуын арттыру үшін ферменттерді тазалауға болады. Бірақ айта кететін мәселе, өте жақсы тазартылған ферменттер протопластарды көп мөлшерде алуға тиімсіз келеді. Кейде ферменттер ерітіндісіне қорғаушы заттар (протекторлар) қосылады, мысалы, декстранның немесе калий сульфатының 0,5% ерітінділері. Олар протеиндермен әрекеттесіп, ферменттердің зиянды әсерін төмендетеді.

Инкубациялық ортада иондардың, әсіресе кальций мен магнийдің болуы, плазмалемманың тұрақтылығын арттырып, оқшауланған протопластардың сапасын жақсартады. Оқшауланған протопластар механикалық және осмостық стреске өте сезімтал болады. олар тек ішіне сіңіп кіре алмайтын осмостық заттың гипертониялық ерітіндісінде өздерінің осмостық тұрақтылығын сақтай алады.

Ферменттік ерітіндісінен жуылып тазартылып алынған тіршілікке икемді протопластар шок күйінен шығып, біртіндеп өзінің ішкі жүйесіндегі бұзылған құрылымдары репарацияланып, қабығын қайта құруға дайындалады.
№11 дәріс: Сомалық будандастыру.
Сомалық будандастырудың принциптері.

Бірінші рет будан жасушалары 1960-шы жылдары жасушаларды in vitro өсіру әдісі жетілдірілгенде жануар жасушаларынан алынған. Өсімдіктерде бұл мүмкіншілік кешірек, протопластарды бөліп алу және оларды қосу әдістері жете зерттелгенде жүзеге асты.

Жануар сомалық жасушаларын будандастыру әдісі биология мен медицинаның теориялық мәселелерін шешуге пайдаланылады. Будан жасушалар биотехнологияда кеңінен қолданылады, мысалы, гибридомаларды пайдаланып моноклондық антиденелерлді алу үшін. Гибридома деген ол антидене түзетін жасушаның (В-лимфоциттің) ісік жасушамен қосылған будан жасушасы.

Ісік жасушаларының құрамына енгізілген лимфоциттер организмнен тыс шексіз уақыт өсіп, антиденелерді түзеп, оларды қоректік ортаға мол мөлшерде шығарып жатады.

Өсімдіктердің сомалық жасушаларының протопластары құйылысып, будан жасуша құрылады, ал одан тотипотенттік қасиетке сүйене регенерация арқылы будан организм шығады. Сондықтан бұл әдіс будан өсімдіктің құрамында нендей қасиеттердің пайда болатынын білу үшін генетикалық талдау жасауға ыңғайлы болады. сомалық жасушаларды будандастыру арқылы өсімдіктерді генетикалық жағынан жақсартуға болады.

Көне заманнан бастап мәдени өсімдіктердің селекциясы жыныстық будандастыруға және соның нәтижесінде шыққан алуан генотиптерді сұрыптап, олардың арасынан ең құндыларын таңдап алуға негізделген. Бірақ жыныстық будандастыру генетикалық жағынан өте қатаң шектелген будандастыру жүйесі. Бұнда ата-аналық формалары ретінде тек биологиялық бір түрге жататын белгілі организмдер белгілі бір тіркесті пайдаланылады. Жыныстық будандастырудың нәтижесінде белгілі гендер жиынтығы бар ұрпақ пайда болады. жыныстық жолмен мәдени өсімдікке жабайы түрдің бағалы жеке бір ғана белгісін беру мүмкін емес. Жыныстық процесс симметриялық (аталық пен аналықтан ұрпаққа несие боп берілетін хромосомалар саны тепе-тең) болғандықтан, көздеген мақсат бойынша берілетін пайдалы қасиетпен қатарласып, көптеген тіпті зиянды белгілері де қосымша беріледі. Аталық пен аналықтың екеуінің де гаметалары қосылғанда зиготаға өздерінің ядролық генетикалық материалдың гаплоидтық жиынтығын бір мөлшерде қосады. Жабайы түрдің көптеген жарамсыз гендерінен аластау үшін алынған буданды дүркін-дүркін бастапқы мәдени өсімдік формасымен қайтара будандастыра беру қажет. Бұл жұмысқа көп жылдар кетеді, гендері біркелкі таза линия алып, одан сортты шығару үшін он реттен артық қайталап будандастыру өткізу керек.

Жыныстық процесінде хлоропластар мен митохондриялардағы генетикалық ақпарат, яғни ядродан тыс ақпарат аналық жағынан тұқым қуалайды. Жыныстық будандастыру өсімдіктердің физиологиялық жақын түрлерімен ғана шектеледі. Болашақта селекцияның тиімділігін генетикалық базисті үдейі кеңейту жолымен ғана қамтамасыз етуге болады. екпе өсімдіктердің генетикалық базисын кеңейту жолы, ол түраралық және туысаралық будандаржды алу. Бірақ ондай таксономиялық алшақтық жыныстық жолмен будандастыруды шектейді. Дегенмен, жабайы өсімдіктердің пайдалы гендерін екпе өсімдіктерге ендіруге түраралық, туысаралық будандастырудың маңызы өте зор.

Сомалық будандастыру – будандастырудың жаңа әдісі, оның арқасында будандастыру жыныстық процесс арқылы емес, тіпті басқа жолмен - сомалық жасушалардың құйылысуы арқылы өтеді.

Сомалық будандастырудың арқтықшылығы мынада: 1) әдеттегі жыныстық жолымен будандаспайтын филогенезде түпкі тектері алыс жатқан өсімдік түрлерін будандастыру; 2) асимметриялық будандарды ылу, оларда аналық немесе аталық әйтеуір екі біреуінің гендер жиынтығы толығымен болса, екіншісінің бірнеше хромосомалары (немесе гендері, органоидтары мен цитоплазмасы) болады; 3) үшеу және одан да көп ата-аналық жасушалардың құйылысуы; 4) ата-аналық идиотиптері толығымен болатын будандарды алу; 5) ядродан тыс цитоплазмалық гендері бойынша гомозиготаларды алу; 6) генеративтік жүйелерінің сыйымсыздығын жеңу; 7) морфогенезде гаметогенездегі аномалиялар салдарынан жыныстық процесс өте алмайтын өсімдіктердің будандарын алу; 8) эпигенетикалық программалары әр түрлі жасушалардың будандарын алу (Ю.Ю.Глеба, К.М.Сытгик, 1982). Сонымен, сомалық немесе парасексуальдық будандастыру ядролық және цитоплазмалық гендерді тасымалдайтын бірегей әдіс. Оның көмегімен өсімдіктердің жыныстық сыйымсыздық мәселесін шешуге болады.

Оқшауланған протопластар қоршаған ортадан макромолеккулалар мен жасушаның құрамындағы кішігірім бөлшектерді өздеріне сіңіре алады. Шамасы, бұл табиғи эндоцитоз құбылысы немесе олар плазмалемманың үзілген жерінен өтеді, жаңадан бөлініп алынған протопластарда мембрананың бұзылған жерлері болып жатады.

Будан жасушаларды өсірсе одан каллус шығады, ал каллуста морфогенез процестері өтсе будан регенерант өсімдігі шығады. Осы жолмен 1972 жылы П.Карлсон әріптестерімен жоғары сатыдағы өсімдіктің бірінші буданын алды, ол темекінің Nicotiana glauca мен N.langsdorfii түраралық буданы еді. Шыққан регенерант өсіп, дамып, гүлдеген кәдімгі өсімдікке айналды. Бұл өсімдіктердің морфологиясы, хромосомалар саны, жыныстық жолмен алынған амфидиплоидтармен (ата-ананың әрқайсысынан хромосомалардың бір диплоидтық жиынтығы қосылған) бірдей болды.

1974 жылы Г.Мельхерс пен Г.Лабиб темекінің екі сортының гаплоидтық протопластарын құйып қосты. Бұл сорттардың хлоропластарының жарыққа сезімталдық кемістігі бар еді. Будан жасушадан өсіп шыққан будан өсімдіктің хлоропластарында ондай ақау болмады, осындай хлоропластар жыныстық жолымен алынған буданда да болды.

1976 жылы Д.Пауэр қызметтестерімен Petunia hybridа мен P.Parodii түраралық будан алды. Д.Дудил 1977 жылы сәбіздің Daucus carota мен D.capillifolius түраралық сомалық буданын алды. Бұл ғалымдар сомалық будандардың нағыз будан екендігін дәлелдеді және олардың жыныстық будандарымен фенотипі бірдей екендігін көрсетті.

Сөйтіп, протопластарды бөліп алу, өсіру, оларды қосу және оларға жеке жасушалық органоидтарды енгізу, генетиктер мен селекционерлерге алынған будан өсімдіктердің әр алуандығын кеңейтуге мүмкіндік береді.

№12 дәріс: Жасушалық селекция.

Жасушалық селекция – бұл in vitro өсірілген жасушалардың арасынан нақтылы бір селективтік жағдайға сәйкес өзгеріске ұшырап, пайдалы қасиетке ие болған жасушаларды көбейтіп сұрыптап алу. Әрбір жасушадан өсімдік шыға алатын болғандықтан, жасушалық селекцияны қолданып өсімдіктердің жаңа формаларын тез алуға болады. Оларға бастама болған жасуша белгілі бір төтенше факторға төзімді келсе, одан шыққан өсімдікте көбінесе сол қасиетті сақтай алады.

Жасушалық селекцияның артықшылығы мынады: жыл он екі ай маусымға тәуелсіздік және уақыт пен егіс көлемінің үнемделуі. In vitro өсетін жасушалық популяцияның әрбір жасушасын жеке организм деп тенесе, бір тәжірибенің өзінде-ақ миллиондаған дарақпен айналысуға болады. ал дала жағдайында ең көп дегенде ғалым мыңдаған ғана өсімдіктермен жұмыс істей алады.

Молекулалық және хромосомалық деңгейлердегі өзгерістері мен организм деңгейінде белгілердің өзгергіштігі арасындағы байланыстар туралы мағлұматтардың жеткіліксіздігі жасушалық селекция жөніндегі зерттеулерге үлкен кедергі келтіреді, сондықтан бұл жұмыстар көбінесе эмпирикалық жолмен жүргізіледі.

Жасушалық селекцияның әдістері.

Селекцияны қажетті бір бағытта өткізу үшін, яғни өсіп жатқан жасушалардың арасынан белгілі мутациялары бар жеке жасушаларды сұрыптау үшін оларды арнайы селективтік ортада өсіреді. Сондай жағдайда тек мутант жасушалар ғана өсе алады. In vitro жағдайында селекцияны амин қышқылдар аналогтарына, нуклеотидтер аналогтарына, патотоксиндерге, антибиотиктерге, гербицидтерге, тұздар мен ауыр металдардың жоғары концентрацияларына, төмен рН көрсеткіштері мен басқа да түрлі-түрлі факторларға төзімді жасушалық линияларды сұрыптап алу үшін жүргізеді. Сондай-ақ гормондарға, витаминдерге, амин қышқылдарына прототрофтық немесе ауксотрофтық жасушаларды сұрыптайды, яғни сол заттар ортада болмағанда немесе болғанда ғана өсе алатын жасушалар іріктеліп алынады.

Егер де белгілі бір затқа төзімді жасушаларды сұрыптап алу керек болса, оларды сол зат қосылған ортаға егіп өсіреді. Ал енді нақтылы болса, оларды сол зат қосылған ортаға егіп өсіреді. Ал енді нақтылы стресс факторға төзімді жасушаларды сұрыптап алу мақсаты болса, онда ішінде жасушалар өсіп жатқан ыдыстарды дәл сондай жағдай (төмен немесе жоғары температура, гипоксия, т.с.с.) әсер ететін жерге орналастырады. Біраз мезгілден соң жасушалардың көбі бөліне алмай, өсе алмай құриды, тек мутация немесе эпигенетикалық өзгерістер арқасында сол факторға төзімділік көрсеткен жасушалар ғана тірі қалады. Бұндай әдісті тура селекция деп атайды. Осындай тәсілді кейбір метаболиттерді (мысалы аминқышқылын) көп мөлшерде түзіп өндіре алатын жасушаларды алу үшін қолданады. Амин қышқылының аналогін өзіне сіңірген жабайы жасушалар өледі, себебі полипептидтер дұрыс түзілмейді, белок синтезі бұзылады. Өйткені амин қышқылының орнына оның аналогі полипептидтің құрамына кіріп кетеді. Ал мутанттар сол амин қышқылын басқа жасушалардан гөрі артық түзетіндіктен оларда белок синтезі дұрыс өтеді де, ондай жасушалар тірі қалады.

Кері немесе негативтік селекция әдісі бойынша жабайы жасушалардың жедел бөлінуіне жағдай жасалады. Сонан соң қоректік ортаға әдейілеп тимидиннің аналогін қосады. Оның молекулалары тимидиннің орнына ДНҚ құрамына енеді. Соның салдарынан ДНҚ синтезі бүлінеді де, жабайы жасушалар қысқа мерзім ішінде құрып кетеді («летальдық өсу» әдісі). Ал мутант жасушалар бөліне алмайды, өспейді, бірақ тірі қалады. Басқаша айтқанда, қажетті қасиеттері бар жасушалар өспеу үшін ерекше жағдай туғызылады. Содан кейін тірі қалған мутант жасушаларды қолайлы қоректік ортаға көшіріп, көбейтіп өсіріп, тұрақты линияларды алады.

Қоректік ортаға қосатын ингибитордың (селективтік агенттің) концентрациясы нақтылы жасушалар линиясының сезімталдығына байланысты. Сондықтан қоректік ортаға әрбір селективтік фактордың әр түрлі концентрациясы қосылған жеке-жеке ыдыстарға жасушаларды салып, олардың өсу қарқындығын анықтайды. Яғни концентрациялардың өсуін тоқтататын минималдық және максималдық концентрациясын табу керек.

Жасцушаларды өсіргенде қоректік ортаға кейбір амин қышқылдарының уландыратын концентрациясын немесе олардың аналогтарын қосып сұрыптау нәтижесінде сол амин қышқылдарын мол синтездейтін мутанттар алынған. Ондай мутанттар қажетті амин қышқылын асыра синтездейді, сондықтан оның аналогін өзіне онша сіңірмейді. Осылай, алғашқы жасушалармен салыстырғанда триптофанды 20-30 есе артық синтездейтін, және де 5-метилтриптофанға (триптофанның аналогі) төзімді сәбіз бен темекі жасушаларының штамдары іріктеліп алынды. Осы әдіспен картоптың, сәбіздің, күріштің, сасық меңдуананың және басқа өсімдіктердің лизин, метионин, пролин, фенилаланин, глицинді асыра синтездейтін бірқатар жасушалық линиялар алынды. Қоректік ортаға қосылған кейбір амин қышқылдарының жоғары концентрациясының улылығы мына екі себепке байланысты болуы мүмкін: 1) нақтылы амин қышқылының биосинтезі жүйесіндегі қандай да бір ферменттің активтілігі тежелуі салдарынан онымен биосинтез жолы ортақ басқа амин қышқылының түзілуі тоқтап қалады; 2) амин қышқылының концентрациясы қоректік ортада мол болғандықтан нитрат немесе аммонийдің сіңірілуі (ассимиляциясы) тежеледі. Сонымен қатар, амин қышқыл аналогтары белоктардың құрамына кіріп, олардың атқаратын қызметін бұзады.

Қазақстанда Молекулалық биология мен биохимия институтында М.Қарабаев әріптестерімен бидайдың септориозға төзімділігін арттыру мақсатымен жасушалық селекция жүргізген. Септориоз деген бидай және басқа астық тұқымдастарының жұқпалы ауруы. Оны туғызатын Septoria nodum деген саңырауқұлақ. Осы саңырауқұлақтың екі ең активті фитотоксиндерінің концентрацияларының тигізетін әсері, бидайдың бірнеше генотиптерінің сұйық ортада өсірілген жасушаларында зерттелді. Содан кейін арнайы схема бойынша жасушалық селекцияның эксперименттері орындалып, септориоз токсиніне төзімді бидайдың жасущалық линиясы алынды. Алынған жасушалардағы өзгерістердің генетикалық табиғаты, төзімділік белгісінің келесі жасуша болмағанда да сақталуы арқылы дәлелденді. Сонымен қатар сол зерттеушілер көрсеткендей, ғарышта болып келген жасушалардың патотоксинге төзімділігі артқан. Жасушаларға токсинмен ғарышта тікелей әсер ету нәтижесінде төзімді линияны шығару процесі едәуір тездетілген. Ғарыштағы жасушалық селекция, ол ғарыштың бірегей факторларын биотехнология практикасында қолдану. Мүмкін ұл тәжірибелер биотехнологияның жаңа бағытының – космостық биотехнологияның дамуына жол ашар.

Гендік инженерия – молекулалық және жасушалық генетиканың қолданбалы саласы. Белгілі қасиетері бар генетикалық материалдарды (гендерді) in vitro жағдайында алдын ала құрастырып, оларды тірі жасушаға енгізіп, көбейтіп, зат алмасу процесін өзгеше жүргізу. Бұл әдіспен организмдердегі генетикалық ақпаратты кһздеген мақсатқа сай өзгертіп, олардың геномдарын белгіленген жоспармен қайта құруға болады.

Одан кейін рекомбинанттық ДНҚ бірнеше әдістермен тірі жасушаға енгізіледі. Жаңа геннің экспрессиясы өтеді де, жасуша сол ген белгілейтін белокты синтездей бастайды. Сонымен, жасушаға рекомбинанттық ДНқ молекуласы түрінде жаңа генетикалық ақпаратты енгізіп, ақырында жаңа белгісі бар организмді алуға болады. бұндай организмді трансгендік немесе трансформацияланған организм деп атайды, себебі бір организмнің өзгеріп басқа қасиетке ие болуын трансформация деп атайды.

Алғашқы рет рекомбинанттық ДНҚ 1972 жылы АҚШ-та Стэнфорд университетінде П.Бергтың лабораториясында жасалды. Онда пробирка ішінде үш түрлі микроорганизмнің ДНҚ-лары лямбда фагтың және ішек таяқшасы бактериясының ДНҚ фрагменттері мен маймылдың онкогендік вирусының толық геномы қосылған еді.

Өсімдіктердің гендік инженериясы саласында бірінші жұмыстар in vitro өсірілетін жасушалармен 1980 жылы жүргізілген. 1983 жылы алдымен күнбағыстың трансгендік каллусы, кейін сол каллустан табиғатта мүлдем болмаған санбин өсімдігі алынды. Санбин (ағ.sunflower-күнбағыс, been-бұршақ) деген ол геномында бұршақтың бнлогы фазеолинді кодтайтын гендері бар күнбағыс өсімдігі еді. Гендік инженерия гендерді тасымалдау тәсілі ретінде болашақта екпе өсімдіктердің селекциясының тиімді аспабы бола алады. Қазіргі кезде гендік инженерия алғашқы қадамдарын басып, екпінді дамып келеді.

Гендік инженерияның әдістемелік негізі жапырақтың мезофилл жасушаларының немесе каллус ұлпасының протопластары болады. жаңа генетикалық ақпаратқа ие болған протопласты өсіріп, одан регенерант өсімдігін алуға болады. генетикалық трансформация үшін сомалық жасушалардан басқа тозаң жасушалары, жұмыртқа жасушасы қолданылады. Сонымен, in vitro өсірілетін жасушаларға гендік инженерияның әдістерін қолданып, өсімдіктердің бағалы белгілері бар негізінде жаңа формаларын құруға болады.

Гендік инженерияның жұмысы мынадай кезеңдерден тұрады:

- басқа организмге көшірілетін құрылымдық генді алу;

- оны вектордың құрамына енгізу, яғни рекомбинанттық ДНҚ-ны жасау;

- рекомбинанттық ДНҚ-ны өсімдік жасушасына тасымалдау;

- өсімдік жасушаларында бөтен ДНҚ-ның экспрессиясын талдау;

- геномы өзгерген жеке жасушалардан регенерант өсімдігін алу.

Басқа организмге тасымалданатын қажетті генді бөліп алу.

Әрбір полипептид тізбегінің, яғни белоктың өзінің құрылымдық гені болады. ол ген нақтылы белок құрамындағы амин қышқылдарының бір-бірімен ізділігін, жалғасу ретін белгілейді. Гендік инженерияның мақсаты – әрбір дербес құрылымдық генді бір өсімдіктен басқа бағалы сорттың өсімдігіне оны одан әрі жақсарту үшін енгізу.

Қазіргі уақытта молекулалық биологияның жетістіктерінің арқасында құрылымдық гендерді таза күйінде және де жеткілікті мөлшерде бөліп шығару әбден болады. бірақ бұл жұмыстың өсімдіктермен өткізгендегі қиыншылықтары, ол өсімдіктердің геномдарының едәуір күрделілігі. Оның құрамына 150 мыңнан астам гендер кіреді, ал соынң ішінде тек 5-10% бірегей ДНҚ генетикалық код қызметін орындай алады, яғни 15-25 мың гендер құрылымдық гендері болғаны. Өсімдіктер геномында функциясы белгісіз көп қайталанған ДНҚ элементтері орасан зор (90-95 %). Сондықтан өсімдіктердің бір белгісін кодтайтын жеке гендерін теңестіру өте қиын да ауыр жұмыс. Одан басқа бірқатар маңызды белгілер тек бір генде емес, көптеген гендерде жазылған. Мысалы, өнімділік, тез пісіп жетілу, азотты сіңіру, ортаның қолайсыз факторларына төзімділік белгілері полигендік болады. бірақ олардың биохимиялық негіздері белгісіз. Гендік инженерияның әзірше алға қойған мақсаты – анық бір белгі жазылған қарапайым гендермен айналысу. Мысалы, кейбір қор белоктары, гербицидтер мен пестицидтерге төзімділік гендері, т.с.с. өсімдіктердің құрылымдық гендерін бөліп алу үшін гендік инженерияның әдістері қолданылады.

Гендердің көптеген геномдық көшірмелері ДНҚ-ның комплементарлық тізбегін (қДНҚ) кері транскриптаза (ревертаза) көмегімен матрицалық РНҚ-да синтездеу арқылы алынған. Ревертаза көмегімен үйлесімді аРНҚ болса, көрінген дербес генді синтездеуге болады. ал аРНҚ-ны бөліп алу әдістері жақсы дайындалған.

Бұдан басқа белоктың алғашқы құрылымын зерттеу әдістерінің жетілдіруі арқылы сол белокты кодтайтын генді химиялық-биологиялық жолымен синтездеуге болады. сонымен қатар ол үшін ДНҚ-ның нуклеотид қалдықтарының ізділігін тура анықтауға қолдануға болады.

Гендерді тасымалдайтын векторлар.

Құрылымдық гендерде тек қана метаболизм өтудің нәтижесінде түзілетін заттардың (белоктың, иРНҚ-ның) коды жазылған. Оларда ген активтілігін реттейтін бөлшек мүлдем жоқ. Сондықтан, жаңа құрылымдық гендерді иеленген жасушаларда ол гендер өз бетімен тиісті қызметңн атқара алмайды. Гендердің жасушадағы әрекетін басқаратын репликация және транскрипция сигналдарын оларға вектор қамтамасыз етеді.