Ген инженериясының векторлық (тасымалдаушы) молекулалары

0

Жоспары:

1.Векторлар және оларға қойылатын талаптар

2.Вектор түрлері

Лекция мәтіні :

  1.Ген инженериясының маңызды мақсаты синтезделген немесе бөлінген генді клеткаға тасымалдау саналады. Бұл мақсат ДНҚ-ның векторлық молекулалары немесе қысқаша векторлар (тасымалдаушы немесе тасығыш) көмегімен іске асады.

Вектор деп бөтен генетикалық материалды (ДНҚ фрагментін) клеткаға (реципиенттің) тасымалдауға қабілетті ДНҚ молекуласын айтады. ДНҚ молекуласын векторсыз, мысалы, бактериялық клеткаға енгізсе, онда оларды бактериялық ферменттер ыдыратып жібереді. Кейбір жағдайда ДНҚ сақталуы мүмкін, бірақ клетканың бөлінуінде олар тұқым қуаламайды. Осындай жағдай болмас үшін векторлық молекулалар қолданылады. Век-торлар — ген тасығыштар, ал вектор деген сөздің өзі бағыттағыш деген мағынаны білдіреді. Сонымен бірге, векторларды рекомбинантты ДНҚ-ның міндетті бөлігі деп түсіну керек. Векторларды эксперименттік жолмен құрастырады және оларға мынадай талаптар қойылады: 1) вектор клетка ішіне өзімен бірге бөтен генді алып кірген соң, репликациялана (көбейе) алатын болуы керек, сонда ғана ол келесі ұрпаққа тұқым қуалай алады, ол үшін векторға ДНҚ репликациясын бастайтын ерекше нуклеотидтер тізбегін   енгізеді; 2) құрамында   рестриктазалар танып, үзе алатын нуклеотидтер тізбегі болуы керек, әйтпесе векторға ДНҚ фрагментін енгізу мүмкін емес;   3) оның, бір немесе бірнеше таңбаланған гендері (маркерлері) болуы керек, сол   таңбалар бойынша қажет   геннің қайсы клетканың (реципиенттік) ішіне енгенін анықтайды; 4) вектордың, клетка ішіндегі копиялары (көшірмелері) жеткілікті мөлшерде болуы керек. Ген инженериясында векторлық молекуланың шығу козі болып   бактериялық плазмидалар мен вирустар (әсіресе фагтар) саналады. Плазмида және фагтар негізінен бірінші талапқа сай келеді, ал, оларды келесі талаптарға сай келтіру үшін қосымша генетикалық өндеу жүмысын жүргізу керек.

Жоғарыда аталған векторларға қойылған талаптарға сәйкес кез келген генетикалық құрылым, басқа жағынан кез келген плазмида мен фагтар ген тасығыш бола  алмайды. Ген инженериясында қолданылатын векторларды үш топқа бөлуге болады: 1) плазмидалар;   2) бактериофагтар; 3) космидтер және фазмидтер. Қазіргі кезде  рекомбинантты ДНҚ технологиясында алғашқы екі векторлар типі жиі пайдаланылады, егер вектор ретінде плазмида қолданылса, онда ген клеткаға трансформация типімен енеді, ал бактериофаг (фаг лямбда)   қолданылса, онда ген клеткаға трансдукция типімен енеді.

2.Плазмидалық векторлар. Вектор ретінде мөлшері 15— 20 мың н. ж. дейінгі, көбінесе 2-ден 10 мың н. ж. құралған кішігірім плазмидалар қолданылады. Плазмидалар бактериялардың хромосомадан тыс генетикалық элементі екендігін және олардың сипаттамасын біз қарастырған болатынбыз. Плазмидалық векторлар генді бактерияларға тасымалдап, оның тиімді жұмысын қамтамасыз ете алады.

Генетикалықинженерияда Е. Соlі бактериясы   үшін көптеген векторлық плазмидалар құрастырылды. Олардың ішінен әсіресе СоlЕ1 плазмидасының туындылары кең таралды. Ф. Болвар   және Р. Родригес құрастырған  осындай плазмида — рВR322   бірнеше мың жұп   негіздерден (4362 н. ж.) құралған. Бүл плазмидада антибиотиктер — ампициллин мен тетрациклинге төзімділіктің гендері бар және бірнеше рестриктазалар үзе алатын сайттары (нуклеотидтік нүктелері) бар рВR322 плазмиданың құрамында екі плазмида (рМВ1 және рSС101) және Тn З транспозоны бар. Ампициллинге тұрақтылықтың генінде Pst1 рестриктазасына арналған сайтқа және тетрациклинге тұрақтылық генінде ВаmН1 және SaL1 рестриктазаларына арналған қос сайтқа мән беріңіз. Осындай рестрикциялық сайттарда екі антибиотиктерге төзімділік гендерінің болуы қажет ДНҚ-сы (бөтен ДНҚ-сы) бар плазмидаларды сұрыптап алуға мүмкіндік береді.

Плазмиданы Ваm1 рестриктазасымен үзеді де,  босаған орынға бөтен ДНҚ молекуласын (олар да, алдын ала Ваm1 рестриктазасымен үзіледі) жалғайды, нәтижесінде рекомбинантты плазмида тетрациклинді ортада өсе алмайды, өйткені плазмиданың tet генінің біртұтастығы бұзылған. Керісінше, плазмида ампицилинді ортада өсе алады,  міне, осындай ортада көбейетін бактериялардан қажет генді оңай табуға болады. Бұл арада, вектор антибиотиктерге төзімділік гендері бойынша таңбаланды.

pBR322 векторынан басқа СоlЕ1 плазмидасы негізінде бірнеше векторлар құрастырылған.Басқа плазмидалар (рSC101 т. б.) негізінде алынған векторлар да белгілі.

СolЕ1 плазмидасы негізінде құрастырылған вектордың кемшілігі де бар: бөтен ДНҚ-ның молекулалық массасы артқан сайын рекомбинанттардың саны (копиялары) азая түседі. Осы себептен ұзын ДНҚ фрагменттерінің (10 мың. н.ж. асатын) клондарын алу үшін фагтық векторларды, космид және фазмидтерді пайдаланады.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ