МОЛЕКУЛАЛЫҚ БИОТЕХНОЛОГИЯНЫҢ ЖАҢА БАҒЫТТАРЫ

Молекулалық биологияда 1970 жылдардың басында пайда болған жаңа бағыттағы әдістер өзіне ғалымдардың көңілін көбірек аудара бастады. Әрине, зерттеудің бұл багыыты өз бетімен шыққан жоқ. Бұл молекулалық биотехнологияның дамуы барысында, оның ғажайып табыстарының нәтижесінде дайындалған болатын.

Ген инженериясының әдістерінің ашылуы биотехнология деген ерекше өндіріс тұрінің дұниеге келуіне ықпал жасап отыр. Биотехнология дегеніміз микроорганизмдердің және таза белоктардың (ферменттердің) жұргізетін биологиялық процестерін халық шаруашы- лығының әртұрлі салаларында пайдалану.

Ген инженериясы молекулалық биологияның жаңа саласы. Ол лабораториялық әдіс арқылы генетикалық жұйелер мен тұқымы өзгерген организмдерді алу жолын қарастырады. Ген инженериясының пайда болуы генетиканың, биохимияның, микробиологияның және молекулалық биологияның жетістіктерімен байланысты. Бұл атаудың екі тұрі қолданылады: "генетикалық инженерия" және "ген инженериясы". Соңғы кезде "генетикалық инженерия" жалпылама тұрде қолданылып жұр, ген инженериясы да осының ішіне кіреді.

Молекулалық биология ғылыми жетістіктерінің нәтижесінде пайда болған ген инженериясы организмнің бағалы қасиетін сақтап қана қоймай, оған жаңа әрі саналы қасиет те бере алады. "Инженерия" деген атау құрастыру деген магынаны білдіреді. Яғни ген инженериясы дегенді ген құрастыру деп түсіну қажет. Ген инженериясының дәуірі басталмай тұрып, 1969 жылы Г. Корана нуклеотидтерді белгілі бір жұйемен орналасқан ДНҚ синтезінің әдістемесін жасап берген. Жекеленген дербес амин қышқылы - ашытқының аланиндік тРНҚ-ның бастауыш жұйесі ашылғаннан кейін Г. Корана химиялық жолмен осы РНҚ-ның көлемі 77 полинуклеотидтен тұратын кодтық бөлігін синтездеді. Кейіннен, 1979 жылы осы лабораторияда ішек таяқшасының тирозиндік тРНҚ-сы синтезделді және ол Т4 бактериофагының құрамына еңгізіліп, бактерияның клеткасында жұмыс істеді.

Ген инженериясының дұниеге келген уакыты 1972 жыл деп есептеледі. Сол жылы АҚШ-та П. Бергтің тобы алғаш рет пробиркада ұш тұрлі (маймылдың 5К 40 онкогендік вирусынын толык геномы (бактериофагынын геномының бөлшегі (ішек таякшасы) лактозалық оперонының гені) микроорганизмнің ДНҚ-ларынын фрагменттерінен жаңа гибридтік ДНҚ құрастырды. Бірақ маймылдың рак вирусының, бактериофагтың және ішек бактериясының гендік ДНҚ- ларынан құрастырылған ол гибридтік ДНҚ-ның кпетка ішінде ойдағыдай жұмыс істей алатындығы тексерілмеді, себебі кұрамында рак вирусының нуклеин қышқылы болғандықтан ғалымдар тәуекелге бармады.

Клеткада жұмыс істей алатын гибридтік ДНҚ-ны 1973 жылдары алғаш С. Коэн, Д. Хелински мен Г. Бойер құрастырды. Олар басқа организмнен бөліп алған ДНҚ фрагментін (генін) бактерия плазмидасының құрамына еңгізді. Ол плазмидадағы бөтен гендердің алғаш рет жаңа организм ішінде жұмыс істей алатынын көрсетті. Соның ар-тынша- ақ дұние жұзінің көптеген лабораторияларында жұмыс істей алатын әр тұрлі плазмидалар алынды. Совет елінде ондай бөтен гені бар плазмида академик А.А. Баевтың басшылығымен жасалды.

Ген инженериясы деп рекомбинантты ДНҚ-лар жасап, оларды басқа тірі кпеткаларға еңгізуді айтады. Ген инженериясы шешетін мәселелер:

1. генді химиялык немесе ферментті қолдану жолымен синтездеу;
2. әртүрлі организмнен алынған ДНҚ фрагменттерін бір-бірімен жалғастыру (ДНҚ рекомбинанттарын алу);

3. бөтен генді жаңа клеткаға векторлық ДНҚ арқылы жеткізу және олардың қызмет жасауын қамтамасыз ету;
4. клеткаларға гендерді немесе генетикалық жүйелерді еңгізу және бөтен белокты синтездеу;
5. бөтен генге ие болған клеткаларды таңдап бөліп алу жолдарын ашу.