ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 84
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Дәріс 1. Клондау технологиясының даму тарихы
Клондау(грек. clon – ұрпақ, бұтақ) – организмдерді жыныссыз жолмен көбейту арқылы сол организмдерге ұқсас ұрпақтар алу. 20 ғ-дың 60-жылдарының басында кейбір жоғары сатыдағы өсімдіктер мен жануарларды Клондау әдістері жете зерттелді. Бұл әдістерге даму сатысын аяқтап, толық жетілген клеткалар ядросында организмнің барлық белгілері болатыны туралы ақпарат анықталғаннан кейін қол жеткізілді. Клондау кезінде клеткадағы белгілі гендер жоғалмайды (тек Клондау процесіне қосылмаған гендер ғана жойылып отырады). Клондау туралы алғашқы мағлұматты Корнелль универстетінің (АҚШ) профессорлары жүргізген тәжірибелерден көруге болады. Олар өсуге қажетті қоректік заттар мен гормондары бар ортада сәбіз тамырының жеке клеткаларын өсіру арқылы, осы өсімдіктің жаңа формасын алды. Кейінірек Ұлыбританияның Оксфорд университетінің ғалымы Д.Гердон (1933 ж. т.) алғаш рет жануар омыртқасын Клондауға болатынына қол жеткізді. Ол өзінің ядросы алдын ала ультракүлгін сәулелері арқылы жойылған құрбақаның жұмыртқаклеткасына, ішек клеткаларынан алынған ядроны егу (қондыру) арқылы әуелі итбалықты, соңынан сол ядро алған құрбақаға ұқсас дарабасты алды. Бұл тәжірибелер тек дифференциалданған (арнайы) клеткаларда организмнің дамуына қажетті барлық ақпараттардың болатынын дәлелдеп қана қоймай, сондай-ақ, жоғары сатыдағы организмдерді, соның ішінде адамды да, Клондауға болатынын көрсетті. Клондау арқылы өте пайдалы өсімдік сорттарын алуға және мал тұқымын асылдандыруға болады. Бірақ Клондаудың мұндай әдістері (өсімдік сорттары мен асыл тұқымды мал алатын) адамдарға қолдануға келмейді. Теориялық түрде әйелдің де, еркектің де генетикалық көшірмелерін жасауға болады. Бірақ клондалатын клетка даму сатысының барлық кезеңдерінен өтуі керек, міне, сол кезде клеткаға сыртқы ортаның қалай әсер ететіні әлі толық анықталған жоқ. http://student.zoomru.ru/bio/klondau/240711.1920201.s1.html
Дәріс 2. Клондау. Клондаудың принциптері мен әдістері
Клондау - бұл ДНҚ үзінділерін оқшаулау және анықтау әдістерінің бірі, сондай-ақ оларды шектеусіз мөлшерде алу. Оқшауланған және анықталған фрагменттер молекулалық талдау және ДНК зондтары, ген кітапханаларын құру үшін пайдаланылуы мүмкін. Бактерияларда арнайы әдіс қолданылады және бір бактериялық колонияның барлық туындылары бірдей ДНҚ фрагменттеріне ие болғандықтан, олар клондар болып табылады.
ДНҚ фрагментін клондау бірқатар кезеңдерді қамтиды:
1) клондалған ДНҚ бөлігін векторлық ДНҚ молекуласына (химерлі молекуланың - рекомбинантты ДНҚ-ны қалыптастыру) енгізу;
2) осы құрылғыны бактериялы қабылдаушы жасушаға енгізу;
3) рекомбинантты ДНҚ бар жасушаларды идентификациялау және оларды таңдау (әдетте селективті ортада жүзеге асырылады);
4) рекомбинантты ДНҚ бар (шын мәнінде клондау) жасушалардың қажетті санын алу. Қажет болған жағдайда қабылдаушы клеткаларда клондалған геннің өрнегі индуцияланады және оған кодталған ақуыз алынады.
https://medicalplanet.su/genetica/137.html
Дәріс 3. Өсімдіктерді клондау
Маманданған ұлпаның кез келген тірі жасушалары лайықты қоректік ортада өсіргенде, өздерінің тотипотенттік қасиетін жүзеге асырып, регенерация арқылы бүтін өсімдікке айнала алады. Жеке жасушаларда сол өсімдік түріне тән барлық белгілері мен қасиетері сақталған бүтін өсімдіктің түзілуі клондық көбейту технологиясының негізін қалайды. Клон (грек. сlon – отпрыск, ветвь) – жыныссыз жолмен, яғни вегетативтік көбею жолымен түзілетін организм.
Өсімдіктердің клондық микрокбеюі деген өсімдіктердің in vitro жағдайында жыныссыз жолмен көбеюі. Соның нәтижесінде пайда болған өсімдіктер бастапқы өсімдікпен және өзара бір-бірімен генетикалық тұрғыдан айнымастай бірдей болады.
Бұл биотехнологиялық әдістің дағдылы вегетативтік жолмен көбеюмен салыстырғанда бірталай артықшылықтары бар, атап айтқанда:
1.Көбею коэффициенті өте жоғары. Мысалы, гербера, бүлдірген, хризантема, раушанның бір өсімдігінен in vitro жағдайында бір жылдың ішінде 1 миллионнан астам клон өсімдіктер алуға болады. алма ағашының бір бүршігінен 8 айдың ішінде 60 мыңнан астам өркен шығады. Таңқурайдың бір бұтадағы меристемаларын бөліп алып өсіріп жылына 50 мыңға дейін өсімдік алуға болады. сонымен, микрокөбеюдің коэффициенті басқа вегетативтік көбею әдістерімен салыстырғанда мыңдаған есе артық.
2.Микрокөбеюмен қатар өсімдіктер вирустар мен патогендік микроорганизмдерден сауықтырылады.
3.Сұрыптау процесін жылдамдату. Жаңа сорттарды тез көбейтіп, оларды ауыл шаруашылық өндіріске пайдалану мерзімі едәуір қысқарады.
4.Вегетативтік жолмен көбейе алмайтын өсімдіктерді мысалы, пальманы тек in vitro жағдайында көбейтуге болады. Осы әдіспен өнеркәсіп деңгейінде бірқатар өсімдіктерді көбейтеді.
5.Үнемділік. Арнайы бөлмеде стеллаждарда орналасқан пробиркаларда жыл ойы мыңдаған өсімдіктерді өсіру арқылы теплицалар алаңы үнемделеді.
6.Жас өсімдіктерді алу, яғни кәрі дарақтарды жасарту.
7.Өсу процесінің жыл бойы үзбеуге болады, әсіресе бұл дамуында тыныштық кезеңі болатын өсімдіктерді көбейтуге тиімді.
-
Клондық микрокөбейтудің т.рлі әдістерін ғалымдар ол кезде өтетін морфогенездің өзгешеліктеріне қарай жіктейді. Н.В.Катаева мен Р.Г.Бутенко былай жіктеуді ұсынады: а) бұрыннан болған меристемалардан өскен өсімдіктер; б) жаңадан пайда болған меристемалардан өскен өсімдіктер.Бірінші типті өсімдіктер бүтін өсімдікте бұрыннан болған меристемаларды (сабақтың апексі, қолтық және бұйыққан бүршіктері) активтендіру жолымен пайда болады. Бұл меристемадан шыққан өсімдіктер генетикалық жағынан аналық өсімдікпен пара-пар, өйткені апекстерді in vitro жағдайында өсіргенде олар генетикалық тұрақтылығын сақтайды. Екінші типті өсімдіктер in vitro жағдайында пайда болған бүршіктер мен эмбриоидтардан алынады. Бұл өсімдіктерде маманданған және каллус жасушаларынан шыққандығына байланысты генетикалық өзгергіштіктер орын алуы мүмкін. Сондықтан, шыққан клондар бастапқы өсімдіктен біршама ауытқып кете береді. Сөйтіп бұл әдісті тек каллустары тұрақты немесе регенеранттарда пайда болған өзгерістер табиғи өзгергіштіктен аспайтын өсімдіктерге пайдалануға болады. Уәлиханова Г.Ж. Өсімдік биотехнологиясы. Алматы. Қазақ университеті, 2001.
Дәріс 4. Жануарларды клондау әдістері
Клондау – алғашқы бір молекуладан, жасұшадан немесе дарақтан көп үлгілер алу процессі. Клондалған жануарларға бір дарақтан (немесе бір ұрықтан) шыққан генетикалық ұқсас ағзалардың тобын жатқызады. Мал шаруашылық тәжірибеде «құрастырылған» жануарларды алу технологиясының екі түрі бар – түрдің ішінде және түрлердің арасында. Түрдің ішінде «құрастырғанда» клондалған, түрлердің арасында «құрастырғанда» - химералық жануарлар алынады.
Клондалған жануарларды алу екі әдісін айырады:
Имплантацияға дайындалған ұрықтың дисекция әдісі. Осындай әдіспен алған жануарларды монозиготтық егіздер деп атайды.
Энуклеарды жұмыртқа жасұшаларына сома жасұшаларынан алынған ядроны отырту.
Дисекция әдісі. Монозиготты жануарлар алу негізінде тотипотенттік (әр бір бластомераның ұрықтан бөлінгенде өмір сүре алатын тұқым беру қасиеті) жатыр, ал осындай әдіспен клондарды алу негізінде жануарлардың биологиялық ерекшеліктері жатыр – бір жұмыртқалы егіздерді табу.
Монозиготты жануарларды алу әдістемесі келесі процедуралардан тұрады.
1. Ұрғашы-донордың жыныс жолдарынан 2-8 бластомералық бөліну кезеңіндегі ұрықтарды алу.
2. Пеллюцид зонасын алу. Алу екі әдісін айырады: 1) микроманипулярлы құралдың астында механикалық бөлу; 2) фермент проназаның көмегімен ферментативтық әсер ету.
3. Ұрықты бөлек бластомераларға бөлу.
4. Бөлініп алынған бластомераларды энуклеардық жұмыртқа жасұшасына инъециялау.
5. Құрастырылған ұрықты агар цилиндіріне кіргізу. Агар ұрғашының жыныс жолында ерімейді, ұрыққа дамуға жағдайлар тұылады.
6. In vivo культивирлеу.Ұрықты агармен бірге реципиенттің жұмыртқа жолына кіргізеді. Реконструкциядан өткен ұрықтарды культивирлеу үшін реципиент ретінде қойлармен қолданады. Ұрықтарды бластоциста кезеңінедейін культивирлейді. Кейіннен лапаротомия әдісімен бластоцистаны жұмыртқа жолынан алып, агарды алып тастап, ұрықты бағалайды.
7. Биологиялық толық ұрықтарды ұрғашы-реципиенттің ипсилатералдық мүйізшесіне еңгізеді.
Энуклеация әдісі. Әдіс келесі процедуралардан тұрады:
-
Овуляциядан өткен жұмыртқа жасұшаны донордың репродуктивтық жолынан алып дайындау.
2. Микроинемен ұрықтандырылмаған жұмыртқа жасұшаны полярлы дененің астында кесіп цитохалазин қосылған фосфаттық ортаға салады.
3. Пипеткамен полярлы денені және оның қасындағы цитоплазманы бір сағат культивирлеуден кейін сорып алады. Сонымен жұмыртқа жасұшасы екіге бөлінеді. Полярлы дененің бар жартысында метафаза ІІ кезеңіндегі хромосома бар (жұмыртқа жасұшаның «ядролық» жартысы). Екінші бөлекте ядролық құрылымдар жоқ («энуклеардық» жарты).
4. Жануарлардың сома жасұшаларынан бөліп алған ядроларды «энуклеардық» жұмыртқа жасұшасына салады.
5. Электроқосылудан кейін ұрықтың цитоплазмасымен ядроны фосфаттық буферге салады.
6. Ұрықтарды агарға салу (әдістемесі жоғарыда көрсетілген).
7. In vivo культивирлеу. Реципиенттің жұмыртқа жолдарына ұрықтар отырғызылып 4-6 күн инкубацияға жатады.
8. Ұрықтарды алып биологиялық толықтығын анықтау.
9. «Құрастырылған» ұрықты ақырғы реципиентке отырту.
Дәріс 5. Адам және жануарларда ғылыми және практикалық мақсаттардағы трансгеноз
Биотехнологияда адам және жануарлар клеткаларын пайдаланудың кезеңі 1949 жылдан басталады. Ол кезде американдық бір топ ғалымдар Эндерс, Уоллес және Робинс адам ұрығының бұлшық ет және тері клеткаларының дақылдарында полиомиелит вирусын өсірген. Соңынан вирустарға көбірек адам ұрығының және ересек маймылдың бүйрек клеткалары, тауық эмбрионының амниотикалық қабығы өзіне тез қабылдағыш болып келетіні анықталды. Эксперименттік зерттеу жұмыстарының барысында әрдайым дақылда болатын, егілетін клеткалар линиялары алынды. Мысалы, жатыр мойнының карцинома клеткалары (
Helа), хомяктардың эмбриондарының бүйрек клеткалары (ВНК-21), жасыл мартышкалардың бүйрек клеткаларын (Verо) айтуға болады. Олар әлемдегі көптеген лабораторияларда вирустарды бөліп алуда және таза вирустық препараттар өндіруде, вирустық инфекцияларды зерттеуде, олардың профилактикасы мен емдеу шараларына вакцина дайындау үшін пайдаланылады. Егілетін клеткалық дақылдарды алғанға дейін вирустар біріншілік клеткалар дақылдарында өсірілді. Бірақ, жаңа әдіс вирустарды таза күйінде бөліп алумен қатар, диагностикалық және профилактикалық вакцина дайындау үшін қажетті вирустық материалдарды үлкен масштабта өндіруге мүмкіндік туғызды. Қазіргі кезде қиял ретінде көрінетін, ал болашақта адамның өзін клондау мәселесі биотехнология шеше алу мүмкіншілігін уақыт көрсетеді. Адам және жануарлардың клеткалық дақылдарын басқада бағалы заттарды алуда пайдалану, дифференцияланған клеткаларды дақылдау, егілетін клеткалардың тұрақсыздығы сияқты мәселерді шешумен байланысты. Сондықтан, қазіргі кезде клеткалық дақылдарды биотехнологияға жетістікпен енгізілген мысалдардың саны өте кем. Мысал ретінде, адам және тышқан клеткаларының суспензиялық дақылдары арқылы антивирустық гликопротеид – интерферонын, сонымен қатар тәжірибе жүзінде адам, өгіз және шошқа ұйқы безінің бета-клеткасының егілетін линияларын пайдалану арқылы инсулин гормонын өндіруді айтуға болады.
Клеткаларды дақылға айналдыру процесінде клетка аралық байланыстар бұзылып, механикалық зақымдаудың нәтижесінде, клетканың беті өзгеріске ұшырайды, сондықтан, клеткалық дақылдар әдісінің әріқарай жетілуі, клеткалардың организмдегі жағдайын ескере отырып, дақылдау жағдайларын оптимизациялау және стабилизациялау әдістерін өңдеумен байланысты болады. Клеткалар дақылдары бағалы фенотиптік белгілерін ұзақ уақыт аралығында сақтап қалуы да шешімді талап ететін мәселелердің бірі болып табылады. Осындай шешімнің бір жолы – қалыпты дифференцияланған және трансформацияланған клеткаларды біріктіру нәтижесінде түзілген, гибридті клеткаларды алу болып табылады. Мысалы, қалыпты лимфоциттер мен миеломды клеткаларды біріктіруден алынған гибрид дақылдану процесінде шексіз өсуге және белгілі антиденелер синтездеуге қабілетті болып келеді.
Гибридомды әдіс – бір ғана антигенді детерминантқа қарсы бағытталған және жоғары спецификалық, бір клетканың ұрпағы түзетін, моноклонды антидене алуға мүмкіндік береді. Қазіргі кезде, моноклонды антидене өндірісі, биотехнологияда маңызды орынды иеленуде. Моноклонды антиденелер ферменттер мен белоктардың полиморфизмін, есуді реттеу механизмін және соматикалық клеткалардың пролиферациясын, сәйкессіздіктің антигендерін, дифференцияланған клеткалардың әр түрлі типін сипаттайтьш, антигендерді зерттеу үшін пайдаланады. Моноклонды антиденелердің тағы бір практикалық маңыздылығы диагностикалық, емдік және профилактикалық заттар ретінде, биологиялық активті заттардың таза препараттарын (лейкоциттік интерферон) алуда қолданылады. Гибридомдық әдісті қолданумен байланысты өндірістің масштабы жөнінде американдық қаражаттық мекемелерінің мәліметтері бойынша, мынандай фактыларды келтіруге болады: 1987 жылы моноклонды антидене негізіндегі диагностикалық препараттарды өндіруге 500 млн доллар, ал 1990 жылы тек ісік (рак) ауруларының диагностикумдарын айтуға 2 млрд доллар қаржы жұмсалынды. Ғалымдар көптеген қан ауруларына да қарсы күрес жүргізуде, осы мәселені шешудің бір жолы «қолдан қан жасау». https://baribar.kz/student/8661/adam-zhane-zhanuarlarda-ghylymi-zhane-praktikalyq-maqsattardaghy-transgenoz/