Д. К. Найманов, А. М. Калбаева Гендік және жасушалық инженерия

69
3 бөлім
ГЕНДІК ИНЖЕНЕРИЯ 
3.1 Гендік инженерияның даму тарихы. 
ҒТП қарқынды дамуы бір жағынан тірі жасушада өтетін биологиялық 
механизмдерді түсінуге көмектессе, екінші жақтан ғылымдағы 
биотехнологиялық техниканың дамуына қол жеткіздірді. Осының 
арқасында, қазіргі кезде практикада тірі жасушалардың биохимиялық 
және генетикалық қасиеттері қолданылуы мүмкін болып отыр. 
«Биотехнология» сөзінің шығу тегі - грек тілі, “bios” - өмір, “teken”- 
мәдениет, “logos” – сөз, ғылым,ілім. 
Биотехнология дегеніміз – адам және жануарларға пайдалы заттар мен 
өнімдерді өндіру үшін микробиология, биохимия, генетикагендік және 
жасушалық 
инженерия, 
иммунология, 
химиялық 
технология 
ғылымдарындағы 
білімнің 
көмегімен 
биологиялық 
объектілерді 
(микроорганизмдерді, өсмдік және жануар жасушаларын);молекулаларды 
(нуклеин қышқылдарын, ақуыздарды, көмірсу және т.б.) қолданатын 
ғылым. 
Адамның әсер ететін жасушаның деңгейіне қарай 4 кестедегідей 
биотехнология 
молекулалық 
және 
жасушалық 
болуы 
мүмкін. 
Молекулалық биотехнология ДНҚ молекулаларын зерттеуге негізделсе, 
жасушалық биотехнология жасуша деңгейіндегі микроманипуляцияларға 
негізделеді. 
Әр түрлі қолдану аясындағы әдіс түріне қарай биотехнология 
экологиялық, медициналық, ауыл шаруашылық,өндірістік, космостық 
және т.б. болуы мүмкін. 
5 кесте. Биотехнологияның салалары. 
№ 
Әдіс 
Мақсат 
Зерттеу 
объектісі 
Соңғы өнім 
1 Молекулалық 
Жасушаның 
немесе бүкіл 
организмнің 
генетикалық 
ақпаратын 
өзгерту 
ДНҚ және РНҚ 
молекулалары 
Рекомбинантты 
ДНҚ, трансгенді 
организм 
2 
Жасушалық 
Ерекше немесе 
адамға пайдалы 
қасиетке ие 
өсімдіктер мен 
жануарларды алу 
Өсімдік және 
жануарлар 
жасушалары 
Клондалған, 
химералық 
организм 

70
Гендік инженерия дегеніміз – жаңа технология болып табылады. Осы 
ғылымның көмегімен бір ағзадан гендік материал бөліп алынып, кез 
келген басқа организмге енгізіле алады. Ген дегеніміз, өз кезегінде, 
белгілі бір ағзаға тән қасиеттерді анықтайтын ДНҚ-дан құралған 
биологиялық конструкция. Геннің көшірілуі қабылдап алушы ағзадағы 
белгілі бір заттардың түзілуіне әкеліп, осы заттардың әсерінен ағзаға тән 
емес басқа қасиет пайда болады. Осы әдіс арқылы зерттеушілер ерекше 
қасиеттерді қалағанынша бағыттай алады: мысалы, көп мөлшерде өнім 
беруге қабілетті, әр түрлі климаттық жағдайларға және ауруларға төзімді 
жаңа тұқым, тұқымдық топ, аталық із, аналық ұя, кросстың жаңа тұқым 
шығарыла алады.
Гендік инженерия келесі міндеттерді шешуге бағытталған: 
1. Синтез және жасуша бүтіндігін бұзу арқылы гендерді бөліп алу; 
2. ДНҚ-ның рекомбинантты молекуласын алу; 
3. Гендер мен гендік құрылымдарды клондау; 
4. Жасушаға рекомбинантты ген немесе гендік құрылымды енгізіп, 
бөтен ақуызды синтездеу; 
Жасушалық инженерия дегеніміз – нәтижесінде құнды қасиеттерге ие 
ағзалар 
алынатын 
әртүрлі 
жасушалық 
манипуляциялармен 
(өзгертулермен) айналысады; 
ХХ ғасырдың соңғы онжылдықтары мен ХХІ ғасырдың басында 
жасушалық және гендік инженерия бұрын белгісіз болған жаңа зерттеу
және үрдістерді жүргізу әдістерін жасақтап шығары. 
Жасушалық инженерияның пайда болуы 2-ші және 4-ші сатыларына 
тиесілі.
1 саты – этиологиялық (aitia – грек тілінен аударғанда, себеп деген 
мағынаны білдіреді.) Ол ХІХ ғасырдың екінші жартысы мен ХХ ғасырдың 
басын қамтиды(1856-1933). 3.Биотехникалық – 1933 жылдан бастап 1972 
жылға дейін созылды. 4 саты Гендік техникалық (грек тілінен аударғанда 
«genesis»(пайда болу, туылу, шыққан тегі) - 1972 жылдан бері (ХХ 
ғасырдан бері) созылып келеді. 
Осы уақыт арасындаөсіру, гибридизациялау, реконструкциялау 
негізінде жаңа типті жасушаны құрастыру жүзеге асырылды. 
Бұл ғылымдағы жетістіктерге үлесін қосқан ғалымдарға: Э.Дженнер, 
Л.Пастер, Э.Дюкло, И.И. Мечников, Р.Кох, Д.Листер, Д.Иванковский 
және т.б. жатады. 
Гендік инженерияның негізінің қалануы шартты түрде биотехнология 
дамуының 4 сатысы – гендік техникалық, яғни 1972 жылдан басталған 
сатыға жатқызылады. 
ДНҚ-ның қызмет етуі және репликациясы механизмдерінің құпиясын 
ашу, арнайы ферменттерді анықтау және бөліп алу биотехникалық 
процесстерге ғылыми көзқараспен қарастыруға мүмкіндік берді.
Жасушалық және гендік инженерияның маңызды жетістіктеріне 
мыналарды жатқызамыз: 

71
1. Бағытталған, фундаменталды зерттеулер негізінде антибиотик, 
фермент, амин қышқылдар, витамин продуценттері арқылы 
интенсивті процесстерді жасақтап шығару; 
2. Суперпродуценттерді алу; 
3. Гендік инженерия технологиясының көмегімен түрлі өнімдерді 
жасап шығару; 
4. Табиғатта бұрын кездеспеген ерекше организмдерді жасау; 
5. Биотехнологиялық 
жүйе 
құрылғыларын 
жасақтау 
және 
практикаға ендіру; 
6. Биотехнологиялық өндірісті шикізатты максималды түрде, ал 
энергия көзін аз мөлшерде қолдану арқылы биотехнологиялық 
өндірісті автоматтандыру және компьютерлендіру; 
Сонымен қатар совет зерттеушілерінің қосқан үлесі мол: 
Л.С.Ценковский, М.В. Лихачев,Р.В. Петров; және шет ел 
зерттеушілерінің 
:П.Берг, 
Ф.Крик, 
Дж.Уотсон, 
Г.Келлер, 
Ц.Мильштейн, М.Максам және т.б. қосқан үлесі шексіз. 
Гендік инженерия биохимия мен молекулалық генетиканың әртүрлі 
салаларында еңбек еткен зерттеушілердіңт арқасында пайда болды. Көптеген 
жылдар бойы макромолекулалардың негізгі классы – ақуыздар (белоктар) 
деп саналып келді. Тіпті гендердің табиғаты да белоктар деген болжау да 
болған. 1944 жылы Эйвери, Маклеод және Маккарти тұқымқуалаушылық 
ақпаратты ДНҚ молекуласы атқаратынын анықтады. Дәл осы кезден бастап 
ДНҚ молекуласын жете зерттеу басталды. Одан он жыл өткен соң, 1953 
жылы Дж. Уотсон және Ф. Крик ДНҚ молекуласының екі-спиральді моделін 
жасады. Дәл осы жыл молекулалық биологияның пайда болған жылы деп 
саналады. 
50-60-шы жылдары генетикалық кодтың қасиеттерін анықтау аяқталып, 
ал 60-шы жылдардың аяғына қарай оныңі универсалдылығы тәжірибе 
түрінде дәлелденді. Молекулалық генетиканың қарқынды дамуы жүріп 
жатты. Оның объектілері ретінде E.coli және оның вирустары, плазмидалар 
қолданды. 
Жоғары 
дәрежеде 
тазартылған 
ДНҚ 
молекуларының, 
плазмидалардың, вирустардың препараттарын бөліп алудың жаңа әдістері 
дайындалды. Вирустар мен плазмидалардың ДНҚ молекулаларын 
биологиялық белсенді күйінде жасушаларға енгізіп, оның репликациясы мен 
сәйкес гендердің экспрессиясы қамтамасыз етілді. 70-ші жылдары ДНҚ 
молекуласының өзгерулерін катализдейтін біршама ферменттер табылды. 
Гендік инженерияның дамуына айтарлықтай әсер еткен жағдай – ол 
рестриктаза мен ДНҚ-лигаза ферменттерінің ашылуы.
Гендік инженерияның даму тарихын шартты түрде үш кезеңге бөлуге 
болады. 
Гендік инженерияның даму тарихының бірінші сатысы in vitro 
жағдайында рекомбинантты ДНҚ молекулаларын алуға болатындығы 
дәлелденуінен басталады. Бұл жұмыстар әртүрлі плазмидалардың 
гибридтерін алуға байланысты болып келеді. Әртүрлі бактерия түрлері мен 
штаммдарының 
бастапқы 
ДНҚ 
молекуласын 
қолдана 
отырып, 

72
рекомбинантты молекула алуға болатындығы, олардың өміршеңдігі, 
тұрақтылығы және қызметтері дәлелденді.
Екінші 
сатысы 
прокариоттардың 
хромосомдық 
гендері 
мен 
плазмидалары арасында рекомбинантты ДНҚ молекуласын алу, олардың 
тұрақтылығы мен өміршеңдігін дәлелдеу жұмыстарының басталуымен 
байланысты.
Үшінші саты – векторлық ДНҚ молекулаларына (реципиент-жасушаға 
енуге қабілетті тасымалдаушы ДНҚ молекуласы) эукариоттардың, әсіресе, 
жануарлардың гендерін енгізу жұмыстарының басталуы.
Формальді түрде гендік инжденерияның пайда болуған жылы деп 1972 
жылды санауға болады. Сол уақытта Стендфорд университетінің П.Берг, 
С.Коэн, 
Х.Бойер 
және 
олардың 
әріптестері 
SV40 
вирусының, 
бактериофагтың және E.coli молекулаларының фрагменттерінен тұратын 
рекомбинантты ДНҚ молекуласын алған. 

жүктеу/скачать 1.81 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: