15
болатын. Рестрикция деген сөз бір нəрсенің шектелуін білдіреді. Сол себептен
бактериофагтардың көбейуіне шектеу келтіретін фермент түрлері –
рестриктазалар
деп атала басталды. Қазіргі кезде оларды əртүрлі микроорганизмдерден бөліп
алады. Олар генетикалық инженерияда жасалатын тəжірибелерде міндетті түрде
қолданыла бастады. Рестриктазалар көмегімен ДНҚ молекулаларын қажетті
жерлерінен кесіп алу мүмкін болды.
Бактериялды жасушаларда рестриктаза ферменттерімен бірге, рестриктазалар
кескен ДНҚ бөліктерін қайта «тіге» немесе «желімдей» алатын
лигаза
атты
ферменттер де синтезделетіні белгілі болды. Сондықтан, рестриктаза мен лигаза
ферменттерінің ашылуы генетикалық инженерияның дамуына үлкен жол ашты. Бұл
ферменттердің көмегімен, қажетті қасиеттерге ие ДНҚ молекулаларын арнайы
құрастыру мүмкіндігіне жол ашылды.
Ген инженериясының негізгі мазмұны – ағзадағы қажетті генді бөліп алып, оны
вектормен біріктіруге саяды. Мұнда көбінесе генетикалық вектор ретінде
плазмидалық ДНҚ-ын пайдаланады. Осы үдеріс нəтижесінде алынған гибридті ДНҚ
молекуласы (рекомбинантты, яғни рДНҚ), бактерия жасушасына ендіріледі.
Бактерия жасушасында векторлардың еселенуі (репликация) нəтижесінде,
дайындалған гибридті рДНҚ молекулаларының да саны арта бастайды. Бұл үдеріс –
рекомбинантты
ДНҚ-ын
клондау
деп аталады.
Жалпылай алғанда гендік инженерия жұмыстарының барысы өз кезегімен
атқарылатын келесідей кезеңдерден тұрады деуге болады:
1. Ағза жасушаларынан (
Е. coli
) қажетті ДНҚ-ын жəне ДНҚ векторларын бөліп
алу.
2. ДНҚ-ын арнаулы рестриктаза ферменттері арқылы қажетті гені бар
бөліктерінен бөлу жəне бөлінген генді пайда болған рестриктазалық
қосындылар арасынан ажыратып алу.
3. Ағзалардан алынған қажетті ДНҚ-ның бөліктерін (гендерді) лигаза
ферменттерін қолдана отырып ДНҚ векторларымен біріктіру (рДНҚ құрау).
4. Құрастырылған рДНҚ-ын арнайы дайындалған ағзаларға, мысалы
Е. coli
немесе денелік жасушаларына ендіру.
5.
ДНҚ молекулалары егілген гибридті бактерияларды арнайы қоректік
ортаға себу арқылы, тек олардың көбеюін (репликациясын) қамтамасыз ету
(Гендердің
генотиптік көрініс беруі
экспрессия
деп аталады).
6. ДНҚ
молекулалары
егілген
гибридті
бактериялар
колонияларын
идентификациялау.
7. Клондалған ДНҚ (клондалған гендерді) бөлу жəне оларды сипаттау. Бұл
кезеңде клондалған ДНҚ бөліктеріндегі азотты негіздері де кесіп
(секвенирование) тасталады.
Жоғарыда айтылған гендік инженерия жұмыстарының кезеңдерін жалпылай
сызбанұсқа түрінде көрсететін болсақ, келесі келтірілген суреттегідей болады
(сурет-3)
16
Клондалған ДНҚ бөлу
жəне
сипаттау
3-сурет. Гендік инженерия жұмыстарының атқарылу
кезеңдері
Қажетті ДНҚ-ын бөліп алу
жұмыстары техникалық жағынан қандай да бір
қиыншылықтар тудырмайды. Бұл əдіс ғылымда 40 жылдай қолданылып келеді.
Осындай экстракциялау жұмыстары нəтижесінде жасушалар мен ұлпалардан
құрамында ақуыз немесе басқа да заттары жоқ ДНҚ-ның таза түрі алынады. Қажетті
ДНҚ-ын бөліп алу жұмыстарының атқарылу кезеңдерін төменде келтірілген
сызбанұсқа түрінде көрсетуге болады (сурет-4).
4-сурет. Қажетті ДНҚ-ын бөліп
алу жұмыстарының атқарылуы
ДНҚ-ын рестриктаза ферменттері арқылы бөліктерге бөлу
жұмыстарын
бірнеше əдістер арқылы жүзеге асыруға болады. Бірақта олардың барлығын гендік
17
инженерия мақсатында қолдана алмаймыз. Ол үшін үлескілерге бөлінген ДНҚ-ның
қайтадан бір-бірімен біріге алатындай күйде болуын қамтамасыз ету қажет болады.
Өткен ғасырдың 70 жылдарының орта шенінде рестриктаза ферменттерінің
көмегімен ДНҚ-ын кесілген ұштарына ДНҚ-ның екінші бір бөліктерін жапсыра
алатындай етіп бөлу мүмкіндігі ашылғаннан кейін, генетикалық инженерияның
дамуына кең жол ашылып, рекомбинантты ДНҚ алу технологиясының
қалыптасуына бастау болды. Мысалы
E. coli
ферменті алты жұп нуклеотидтен
тұратын ДНҚ үлескілерін белгілеп, осы бөліктегі ДНҚ-ның екі жіпшелі құрылымын
олардың кесілген екі ұштарының əрқайсысында төрт нуклеотидтерден құралған бір
жіпшелі үзіктерден тұратындай етіп кесе алады екен. Кесілген мұндай ұштар
комплиментарлы жəне бір-бірімен сутегілік байланыс арқылы өзара əрекеттесе
алатын болғандықтан «жабысқақ» деп аталады. Осы мақсатта қолданылатын
ферменттер, ДНҚ үлескілерін олардың құрамындағы нуклеин қышқылдарының
шығу тегіне байланыссыз танып-белгілей беретін болғандықтан, ДНҚ бөлінген
үлескілері ұштарының барлығы бірдей «жабысқақ» күйде болады. Сонымен бірге,
өздерінің əрекеттері нəтижесінде ДНҚ кесілген үлескілеріндегі екі үзік ұштары да
жапсырылған, яғни «доғал» күйінде болып шығуы себепті, бір-бірімен жабыса
алмайтындай дəрежеде дайындайтын рестриктаза ферменттерінің де бар екендігі
белгілі болды.
Рестриктаза ферменттерінің ДНҚ-ын кесу нəтижесінде олардың көптеген
бөліктері алынады. Бөліктердің саны бұл мақсатта қолданылатын рестриктаза
ферменттерінің түріне байланысты болады. Гендер «кітапханасын» жасау үшін,
ДНҚ-ын бірнеше ондаған немесе жүздеген мың бөліктерге бөлу қажет болады.
Достарыңызбен бөлісу: 
