Рекомбинантты ДНҚ – бірнеше көздерден алынған генетикалық материалды біріктіру үшін зертханалық генетикалық рекомбинация әдістері арқылы жасалған молекулалар. Бұл мүмкін, өйткені барлық ағзалардың ДНҚ молекулалары бірдей химиялық құрылымға ие және оның ішіндегі нуклеотидтер тізбегі бойынша ғана ерекшеленеді.
Жасау
Молекулалық клондау – рекомбинантты ДНҚ жасау үшін қолданылатын зертханалық процесс. Бұл полимеразды тізбекті реакциямен (ПТР) бірге ең көп қолданылатын екі әдістің бірі. Ол экспериментатор таңдаған кез келген нақты ДНҚ тізбегінің репликациясын басқаруға мүмкіндік береді.
Рекомбинантты ДНҚ әдістерінің арасында екі негізгі айырмашылық бар. Олардың бірі молекулалық клондау тірі жасушадағы репликацияны қамтиды, ал ПТР in vitro жағдайында. Тағы бір айырмашылығы, бірінші әдіс ДНҚ тізбегін кесуге және қоюға мүмкіндік береді, ал екіншісі бар тәртіпті көшіру арқылы жақсартады.
Векторлық ДНҚ
Рекомбинантты ДНҚ алу үшін клондау векторы қажет. Ол плазмидалардан немесе вирустардан алынған және салыстырмалы түрде шағын сегмент болып табылады. Молекулярлық клондау үшін векторды таңдау қожайын ағзаның таңдауына, клондалатын ДНҚ өлшеміне және бөгде молекулалардың экспрессиялануына байланысты. Сегменттерді шектеу ферменті/лигаза клондау немесе Гибсон жинағы сияқты әртүрлі әдістер арқылы біріктіруге болады.
Клондау
Стандартты протоколдарда клондау жеті қадамды қамтиды.
- Ие ағзаны және клондау векторын таңдаңыз.
- ДНҚ векторын алу.
- Клондалған ДНҚ түзілуі.
- Рекомбинантты ДНҚ құру.
- Оны иесі ағзаға енгізу.
- Оны бар ағзалардың таңдауы.
- Қажетті ДНҚ кірістірулері және биологиялық қасиеттері бар клондарды таңдау.
Ие ағзасына трансплантациялаудан кейін рекомбинантты құрылымдағы бөгде молекулалар экспрессиялануы немесе экспрессияланбауы мүмкін. Экспрессия ДНҚ өндірісіне қажетті тізбектерді қосу үшін генді қайта құрылымдауды талап етеді. Оны хосттың аударма машинасы пайдалануда.
Бұл қалай жұмыс істейді
Рекомбинантты ДНҚ хост жасушасы рекомбинантты гендердің ақуызын экспрессиялағанда жұмыс істейді. Экспрессия генді оның транскрипциясына нұсқаулар беретін сигналдар жиынтығымен қоршауға байланысты. Оларға промотор, рибосома байланыстыру және терминатор кіреді.
Ген болса, проблемалар туындайдықұрамында бактерия иесі үшін терминаторлар ретінде әрекет ететін интрондар немесе сигналдар бар. Бұл мерзімінен бұрын тоқтатуға әкеледі. Рекомбинантты ақуыз дұрыс өңделмеген, бүктелген немесе ыдырауы мүмкін. Оның эукариоттық жүйелерде өндірілуі әдетте ашытқылар мен жіп тәрізді саңырауқұлақтарда болады. Жануарлардың торларын пайдалану көптеген адамдар үшін берік тірек беті қажет болғандықтан қиын.
Ағзалардың қасиеттері
Рекомбинантты ДНҚ молекулалары бар ағзалардың қалыпты фенотиптері бар. Олардың сыртқы түрі, мінез-құлқы және зат алмасуы әдетте өзгермейді. Рекомбинантты тізбектердің болуын көрсетудің жалғыз жолы - полимеразды тізбекті реакция сынағы арқылы ДНҚ-ның өзін зерттеу.
Кейбір жағдайларда рекомбинантты ДНҚ зиянды әсер етуі мүмкін. Бұл оның құрамында белсенді промоторы бар фрагменті бұрын дыбыссыз хост жасуша генінің жанында орналасқанда орын алуы мүмкін.
Қолдану
Рекомбинантты ДНҚ технологиясы биотехнологияда, медицинада және зерттеулерде кеңінен қолданылады. Оның протеиндері мен басқа да өнімдерін батыстың кез келген дерлік дәріханасынан, ветеринарлық клиникадан, дәрігерлік кабинеттен, медициналық немесе биологиялық зертханадан табуға болады.
Ең кең тараған қолданба іргелі зерттеулерде, мұнда технология бүгінгі биология және биомедициналық ғылымдардағы жұмыстардың көпшілігі үшін маңызды. Рекомбинантты ДНҚ гендерді анықтау, картаға түсіру және ретін келтіру және оларды анықтау үшін қолданыладыфункциялары. rDNA зондтары жеке жасушаларда және тұтас организмдердің ұлпаларында ген экспрессиясын талдау үшін қолданылады. Зертханалық тәжірибелерде реактив ретінде рекомбинантты ақуыздар қолданылады. Кейбір нақты мысалдар төменде берілген.
Рекомбинантты химозин
Абомасумда кездеседі, химозин ірімшік жасауға қажет фермент. Бұл өнеркәсіпте қолданылатын алғашқы генетикалық түрлендірілген тағамдық қоспа болды. Құрылымы бойынша бұзаудан алынған ферментке ұқсас микробиологиялық жолмен өндірілген рекомбинантты фермент арзанырақ және көп мөлшерде өндіріледі.
Адамның рекомбинантты инсулині
Инсулинге тәуелді қант диабетін емдеуге арналған жануарлардан алынатын инсулиннің (мысалы, шошқа мен ірі қара) іс жүзінде ауыстырылған. Рекомбинантты инсулин адам инсулині генін Eterichia немесе ашытқы тұқымдас бактерияларға енгізу арқылы синтезделеді.
Өсу гормоны
Гипофизі қалыпты дамуды қамтамасыз ету үшін жеткілікті өсу гормонын өндірмейтін науқастарға тағайындалады. Рекомбинантты өсу гормоны қол жетімді болғанға дейін ол мәйіттердің гипофиз безінен алынған. Бұл қауіпті тәжірибе кейбір емделушілерде Крейцфельдт-Якоб ауруының дамуына әкелді.
Рекомбинантты коагуляция факторы
Бұл қан ұюы бұзылған гемофилия түрлерімен ауыратын науқастарға тағайындалатын қан ұйығыш ақуыз. Олар өндіре алмайдыVIII фактор жеткілікті мөлшерде. VIII рекомбинантты фактордың дамуына дейін белок көптеген донорлардан адам қанының көп мөлшерін өңдеу арқылы жасалды. Бұл жұқпалы ауруларды жұқтыру қаупі өте жоғары болды.
АИТВ-инфекциясының диагностикасы
АИТВ-инфекциясын диагностикалау үшін кеңінен қолданылатын үш әдістің әрқайсысы рекомбинантты ДНҚ көмегімен жасалған. Антидене сынағы оның ақуызын пайдаланады. Ол кері транскрипциялық полимеразды тізбекті реакцияны пайдалана отырып, АИТВ-ге генетикалық материалдың болуын анықтайды. Сынақтың дамуы АИТВ геномдарын молекулалық клондау және секвенирлеу арқылы мүмкін болды.
