Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Геномды редакциялау және CRISPR-Cas технологиясы - Coggle Diagram
Геномды редакциялау және CRISPR-Cas технологиясы
Генетикалық инженерия — организмнің генетикалық материалын мақсатты түрде өзгертуге, белгілі бір генді бөліп алуға, басқа организмге енгізуге немесе оның қызметін өзгертуге мүмкіндік беретін молекулалық биотехнология саласы.
Негізгі мақсаты — қажетті қасиетке жауап беретін генді анықтап, оны зерттеу немесе басқа жасушада жұмыс істету.
Мысалы:
бактерияға адам инсулиніне жауап беретін ген енгізу;
ауруға төзімді өсімдіктер жасау;
белгілі бір ақуызды көп мөлшерде өндіру;
тұқым қуалайтын аурулардың генетикалық себептерін зерттеу.
Рекомбинантты ДНҚ технологиясы
Рекомбинантты ДНҚ технологиясы — әртүрлі организмдерден алынған ДНҚ бөліктерін біріктіріп, жаңа рекомбинантты ДНҚ молекуласын жасау әдісі.
Мысалы:
Адам гені + бактериялық плазмида → рекомбинантты ДНҚ → бактерия → қажетті ақуыз
Бұл технология генетикалық инженерияның негізгі құралдарының бірі болып саналады.
Негізгі кезеңдері
1. Қажетті генді анықтау және бөліп алуҒалымдар қажетті қасиетке жауап беретін генді таңдайды.
2. ДНҚ-ны кесуАрнайы рестрикциялық ферменттер (рестриктазалар) ДНҚ-ны белгілі бір нуклеотидтік аймақтардан кеседі.
3. Векторды таңдауКөбінесе бактериялардың плазмидалары қолданылады. Плазмида — бактерия жасушасында болатын шағын сақиналы ДНҚ молекуласы.
4. Генді векторға енгізуҚажетті ген плазмидаға орналастырылады. ДНҚ бөліктерін біріктіруде ДНҚ-лигаза ферменті қолданылады.
5. Рекомбинантты ДНҚ алу
Қажетті ген + плазмида → рекомбинантты плазмида
6. Жасушаға енгізуРекомбинантты плазмида бактерия жасушасына енгізіледі.
7. Геннің экспрессиясыЖасуша енгізілген гендегі ақпаратты пайдаланып, қажетті ақуызды өндіре бастайды.
Адам инсулинін өндіру
Мысал: адам инсулинін өндіру
Рекомбинантты ДНҚ технологиясының маңызды қолданылуы — адам инсулинін бактерияларда өндіру.
Жалпы принципі:
Адамның инсулин гені↓Плазмидаға енгізу↓Рекомбинантты ДНҚ↓E. coli бактериясына енгізу↓Бактерия генді экспрессиялайды↓Инсулин өндіріледі
Осы әдіс биотехнологияда қажетті медициналық ақуыздарды көп мөлшерде өндіруге мүмкіндік берді.
Вектор — қажетті генді қабылдаушы жасушаға жеткізуге көмектесетін ДНҚ молекуласы.
Вектор ретінде:
плазмида;
бактериофагтар;
вирустық векторлар;
кейбір жасанды хромосомалар қолданылуы мүмкін.
Генетикалық инженерия мен CRISPR-Cas айырмашылығы
Рекомбинантты ДНҚ технологиясында қажетті генді бөліп алып, оны вектор арқылы басқа жасушаға енгізу маңызды орын алады.
Ал CRISPR-Cas технологиясы геномның белгілі бір бөлігін нысанаға алып, оны дәл өзгертуге мүмкіндік береді.
CRISPR-Cas жүйесі алғашында бактерияларда вирустардан қорғануға қатысатын табиғи иммундық механизм ретінде қалыптасқан. Ғалымдар осы табиғи жүйені пайдаланып, ДНҚ-ның қажетті бөлігін нысанаға алып өзгерту технологиясын жасады.
Пол Берг (Paul Berg) — 1972 жылы рекомбинантты ДНҚ молекулаларын жасауға байланысты алғашқы маңызды тәжірибелерді жүргізді. Рекомбинантты ДНҚ технологиясының негізін қалаушылардың бірі.
Стэнли Коэн (Stanley Cohen) — плазмидаларды гендерді тасымалдаушы вектор ретінде қолдануды дамытуға үлес қосты.
Герберт Бойер (Herbert Boyer) — рекомбинантты ДНҚ технологиясын дамытуға үлкен үлес қосқан ғалым. Коэнмен бірге рекомбинантты ДНҚ әдістерін қалыптастырды.
Пол Берг, Стэнли Коэн және Герберт Бойер — генетикалық инженерияның қалыптасу тарихындағы ең маңызды тұлғалардың қатарында.
Ғалымдар өсімдіктерге белгілі бір пайдалы гендерді енгізу арқылы олардың зиянкестерге, ауруларға немесе қоршаған ортаның қолайсыз жағдайларына төзімділігін зерттеді. Мысалы, Bt-мақта мен Bt-жүгеріде бактериядан алынған ген зиянкестерге қарсы қорғаныс қасиетін қалыптастырады.
Вакцина жасау
Рекомбинантты ДНҚ технологиясы арқылы кейбір вакциналардың құрамына қажетті антигендік ақуыздарды микроорганизмдерде өндіруге мүмкіндік пайда болды. Мысалы, В гепатитіне қарсы рекомбинантты вакцина осы технологияның медицинадағы маңызды қолданылуы болып табылады.