Трансгенді ағзалар формация мен медицинада қолданылуы

 

       Зерттеу жұмысының бас кезінде тышқандарда моделі экслррименттер жүргізіледі: қойдың лактоглобулин белогы тышқанның сүт бездерінде синтезделіп, сүтке бөлінді. Шотландия генетиктері сүтінде адамның антитрипсин а-1 белогы бар трансгенді қойларды алды. Бұл қосылыстың 1 л сүттегі мөлшері 35г.тең болды. Медицинада оны өкпе ауруларын емдеу үшін қолданылады. АҚШ ғалымдары трансгенді ешкілердің 1л сүтінен адам қанының томбтарын ыдырататын плазминогеннің 3г ала алды.

                                Мақсаты мен зерттеу әдістері

 

       Бұл ғылымның мақсаты – практика мен теория үшін қажетті генетикалық бағдарламаның жобасын жасап, оны тірі организмде енгізу. Мұндай тәсілі тіршілікті меңгеруде жаңа мүмкіндіктер туғызады. Генетикалық инженерияның көздеген мақсаты мен зерттеу әдістеріне байланысты оның мынадай белгілерін ажыратуға болады:

1. Молекулалық (геннің құрамды бөліктерін зерттеу)
2. Гендік
3. Хромосомалық
4. Клеткалық
5. Ұлпалық
6. Организмдік
7. Популяциялық

       Басқа биологиялық ғылымдар сияқты генетикалық инжененрияның да даму тарихы бар. Бұл саладағы алғашқы зерттеулердің қатарына Н.П.Дубинниннің (1934ж) дрозофилла шыбындарының хромосома санын өзгерту бағытында жүргізген жұмыстары жатады. Ол рентген сәулесімен әсер ету арқылы хромосома санын өзгертуге болады.

       1956ж Е.Сирис рентген сәулесінің көмегімен жабайы эгилопыс өсімдігі жапырағының сары дақ ауруын анықтайтын генді жұмсақ бидайдың хромосомасына апарып салған. Нәтижесінде жұмсақ бидайдың сары дақ ауруына төзімді формасын алған.

       1971ж Б.А.Струников ген және хромосома деңгейіндегі инженерия әдістерін жібек құрттарында пайдаланды. Сомалық клеткаларды будандастыру өсімдіктермен де жүргізілді. Темекі, сәбіз, қызанық сияқты өсімдіктердің және протопластарынан клетка қабықшасы регенерацияланып, каллус түзілгеннен кейін өсімдік қалыптасатындағы анықтады.

       Жануар клеткаларымен жүргізілген тәжірибелерде бір клетканың ядросын екіншісімен алмастыруға, екі немесе бірнеше эмбриондарды қосып біріктіруге, оларды бірнеше бөлікке бөлшектеуге болатындығы анықталды. Ақ және қара тышқанның бластомерінің бірігуі нәтижесінде аллофенді ұрық дамиды. Аллофенді ұрпақтарды үш төрт немесе оданда көп ата-аналардан алуға болады.

        Соңғы кезде нуклеин қышқылдарын алмастырудың түбегейлі әдістері жасалынды. Соның негізінде молекулалық биология мен генетиканың жаңа бір саласы – ген иженериясы қалыптасып дамуда. Гендік және генетикалық инжененрия дегендер егіз ұғымдар, дегенмен соңғысының жеке гендерден гөрі қатысы көбірек. Трансгенді жануарларды алу ген инженерия әдісімен іске асады. Әр түрге жататын жануарлардың эмбриондық ұлпаларын алмастыру арқылы алған химерлі организмдер аллофендер деп аталады. Аллофенді жануарлар алу организм деңгейіндегі генетикалық инженерияның мысалы болып саналады.

       Аллофенді ұрпақ алу үшін алдын-ала ұрықтанған және қарама-қарсы белгілері бар тышқандардан 8 бластомера стадиясына жеткен эмбриондары алып, оларды in vitro жағдайында проназа ферменті көмегімен жеке бластомераларға ажыратады. Туылған тышқандар аллофенді болып саналады, өйткені олардың клеткаларының генетикалық құрамы әр түрлі ата-аналық формалардың эмбриондық бластомераларын біріктіріп алуға болады.

 

 

                 Ата-ананың пайдалы қасиетін біріктіретін жануарды алу

 

       Клетка инженериясы  негізін сома клеткалардың гибридизациясы –қосылуы құрайды. Жануарлар сома клеткаларының организммен тыс ортада қосылу қабілеттілігін алғаш рет 1960ж Ж.Барский байқады. Мұндай қосылудың нәтижесінде гибридтік клеткалар типі түзіледі, олардың ядросында бастапқы клеткалар хромосомаларының қосындысына тең хромосомалар саны болады. Қазіргі кезде әр түрлі сүтқоректілердің, типті систематикалық тұрғыдан бір-бірінен өте алыс түрлердің клеткаларын гибридазациялау әдістері тәжірибелерде қолданады. Мыс, адам х тауық, адам х ірі қара, қоян х тауық, ірі қара х қара күзен, адам х тауық, ірі қара х атжалман және т.с.с.гибридтік клеткаларды in vitro жағдайында өсіруге болады.

 

       Гинетикалық инженерияға тән  тәжірибені алу схемасы

                                                       (Бекингехат-Смит 1975

 

 

 

 

 

 

                                        Медицинадағы маңызы

 

       Қазіргі таңда осы саладағы зерттеулер бірнеше бағыттар бойынша дамуда:

• кейбір құрамдас бөліктері жоғары өнім беретін жаңа мал шаруашылығы тұқымдарын жасау (мысалы, Ұлыбританияда сүті чеддер ірімшігін дайындау үшін сүті әбден жарамды сиырлардың табыны бар);
• олардың түрлеріне тән емес белоктарды шығара алатын жануарларды жасау (мысалы, адамның интерферонын шығаруға қабілетті шошқаларды алуға бағытталған әзірлемелер туралы хабарланды);
• адамға органдарды трансплантациялау кезінде донор болып табылатын трансгендік жануарларды жасау.

 

 

       Трансгендік тышқандар, үйқояндар және маймылдар генетикалық аурулар моделдерін жасау және генотерапия тәсілдерін сынауға мүмкіндік беретін зертханалық құрал болып табылады. Трансгеноздың перспективті бағыттарының бірі сүтке дәрі-дәрмек заттарды секреттей алатын сүтқоректі жануарлар-биореакторларды жасау болып табылады. 

       Қазіргі кезде мал шарушылығында трансгенді іс жүзінде қолданудың мынадай перспективті мүмкіндіктері қаралуда: ауыл шарушылығы өнімінің сапасын жақсарту, ауруларға тұрақтылық, сүтте және басқа да биологиялық сұйықтықтарда рекомбинанттық белоктарды алу, ксенотрансплантация үшін шошқалардың генетикалық модификациясы, жануарлар моделдерін жасау.

       Трансгендік жануарларды алу стратегиясын генерациялық және соматикалық деп екі топқа бөлуге болады. Генерациялық трансгендік жанурлар гаметаларды қоса барлық тіндерде трансгенді енгізеді. Соматикалық гендерді көшіру әдістері генерациялық клеткалардың генетикалық ақпаратын қозғамайды, бұл ұрпаққа трансгендерді беру мүмкіндігі жояды. Трансгендік жануарларды жасау адамзат тарихының барлық ұзақтығында қақтығысқан көптеген мәселерді шешуге әсерін тигізеді. Бұл ең алдымен азық-түлік мәселесі және дәрі-дәрмек перпататтарын жасау және оларды жеткілікті көлемде алу мәселесі. Соматикалық клетканың ядросы осы организм туралы толық генетикалық ақпаратқа ие, егер бұл ақпаратты іске асыру үшін барлық жағдайлар жасалса, онда жекелеген тұқымның генетикалық көшірмелерінің шексіз санын алуға болады.

       Энуклеирленген аналық клеткаларға эмбриондық клеткалардың ядроларын көшіру жолымен эмбриондарды клондау. Эмбриондық клеткалардың ядроларын энуклеирленген аналық клеткаларға көшіргеннен кейін ядро қайта бағдарланады да жаңа эмбрион дами бастайды. Ядроларды көшіргеннен кейін дамыған эмбриондар өз кезегінде ядролардың донорлары ретінде пайдалануы мүмкін. Бірнеше генерациялардан кейін жүздеген және мыңдаған бірдей эмбриондарды алу мүмкін туады.

       Трансгендік жануарлар маңызды биохимялық және морфологиялық қасиеттері бойынша өзгерудің жоғары деңгейімен сипатталады, бұл кейіннен қалаған жануар түрін іріктеу қызметін арттырады, ал бұл селекцияның мақсаты болып табылады. Тотипотенттік клеткалардың ядроларын эмбрионнан энуклеирленген аналық клеткаларға көшіру жолымен жануарларды клондау әдісін әзірлеу үшін. Эмбриондық клеткалардың ядроларын көшіру жолымен клондаудың айырмашылығы тек өзара бірдей жануарларды алуды ғана емес, генотип бойынша донор жануармен ұқсас соматикалық клеткаларды алуды қамтамасыз етеді. Бұл генетикалық ұқсас ұрпақтардың бірінші буында шексіз санын алуға мүмкіндік ашады.

       Дүние жүзінде уақыттың аз ғана аралығында трансгендік сиыр, ешкі, шошқа, қой және үйқояндарының шамамен 20 жуық түрі жасалады. Олар тіндік плазминогендік белсендіргіш, моноклондық антиденелер, эритропоэтин, инсулин тектес өсім факторы, интерлейкин, антитрипсин және басқалар сияқты бағалы фармацевтикалық заттарды өндірген. Трансгендік жануарларды алуда жаңа бағыт пайда болған. Арнай векторларды пайдалану гендік конструкцияны генді зигота пронуклеусқа енгізген кезде барлық клеткаларға емес, организмнің жекелеген клеткалық популяцияға мүмкіндік береді. Ондай жануарлар (сиырлар, ешкілер, шошқалар).

       Медицина ғылымының кандидаты, профессор С.Ордабеков былай деген:

Клондау – табиғатта сирек болса кездеседі. Оның жасалу жолы – табиғи. Мәселен, бірінен-бірі айнымайтын егіздер міндетті түрде бір жынысты келеді екі ұл, немесе екі қыз. Өйткені, олар тек бір ғана аналық, бір ғана аталық ұрықтан, бір эмбрионнан пайда болады.

       Бишоф зерттеушілер тобы адам  қанының ұю факторын трансгенді  қойлардың сүтінен алу ғылыми  жұмыстарын жүргізуде. Олар қой  геномына қан ұюының 9-факторының генін қойдың р-лактоглобулин промоторымен біріктіріп, енгізу мақсатын алға қойған. Ұю факторы қойдың сүт бездерінде синтезделіп, сүтке бөлінеді. Зерттеу кезінде тышқандарға эксперименттер жүргізіледі: қойдың лактоглобулин белогы тышқанның сүт бездерінде синтезделіп, сүтке бөлінді. Шотландия генетиктері сүтінде адамның антитрипсин а-1 белогы бар трансгенді қойларды алды. Бұл қосылыстың 1 л сүттегі мөлшері 35г.тең болды. Медицинада оны өкпе ауруларын емдеу үшін қолданылады. АҚШ ғалымдары трансгенді ешкілердің 1л сүтінен адам қанының томбтарын ыдырататын плазминогеннің 3г ала алды.

 

 

       Адамнан адам жасау да таң  емес болып қалғандай. 2002 жылы италияндық дәрігер С.Антинори арнайы эксперимент жасау арқылы адамзатты өмірге әкеледі. Клондық жолмен жасалған шара өзгелерден еш айырмашылығы жоқ, сәбилерше әйел құрсағында өсіп келеді. Бірақ ол баланың жарық дүниеге келген келмегені жөнінде дерек жоқ. Ғалымдардың өзі дәлелдеп шығарғанындай клон арқылы өмірге келген адам бар болғаны 25-30 жыл төңірегінде ғана өмір сүретіні көрінеді.

       АҚШ-та адамды клондау  заңмен  шектелмегенмен, профессор Клинтон  адамды клондауды зерттеуге ақша беруге рұқсат бермей, Ұлттық біріккен комиссияға осыны қолға  алуды айтты. Комиссияның шешімімен  баланың соматикалық клеткасындағы  ядроны алмастыруды кейінге (3-5 жылға) қалдырылды. Тағы  да комиссия :

• Баланы клондауға  ақша бермеу мораториін  жалғастырды
• Барлық фирмаға, клиникаларға, зерттеушілер мен  профессияналдық  қоғамға, секторларға осы мораториге  қосылуға шақырды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                  Бүкіл әлем бойынша ГМО туралы  әртүрлі пікірлер

 

       Қазіргі уақытта гендік инженерия ұшқыр дамып келе жатыр және дүкен сөрелері мен дастарханымыздағы тамақ өнімдерінің ку арқыөпшілігі генетикалық модификацияланған құрамдас бөлімдерді пайдалану арқылы дайындалады. Генетикалық модификацияланған өнімдердің адам ағзасына тигізер әсері соңына дейін зерттеліп біткен жоқ және оны қолдану-қолданбауды әр ел өзінше шешу үстінде. Бүкіл әлем бойынша ГМО (генетикалық модификацияланған организмдер) туралы әртүрлі пікірлер айтылып, олардан алынған өнімдердің (ГМӨ генетикалық модификация- ланған өнімдер) адам денсаулығы мен сыртқы ортаға зиянды зиянсыздығы туралы қызу жүріп жатыр. АҚШ-та мұндай өнімдер толық еркін түрде өндіріліп, пайдаланылсада, Еуропа бұл мәселеге аса сақтықпен қарайды. Ресей федерациясында соңғы жылдары бұл мәселеге өте мұқият қарауда. Ресей ғалымдары тәжірибелердің бірінде егеуқұйрықтардың бірін кәдімгі, екіншісін трансгенді соямен қоректендірген.

       Генетикалық модификацияланған азық-түліктерді арнайы лабораториялық тексерусіз анықтау қиын. Түр түсі әдемі, кемшілігі жоқ жеміс пен көкіністерге мұқият болғандарыңыз жөн. Өсімдіктерді генетикалық модификациялау өткен ғасырдың 80-і жылдарында АҚШ та басталды. 90-жылдардың басында американың егістік алқаптарында алғашқы трансгенді дақылдар пайда болып, әр түрлі ауруларға төзімділігі және мол өнімділігіне байланысты ауыл шаруашылық өндірушілердің арасында кең өріс ашты.

       Сонымен, трансгенді өсімдіктерді  жасау селекция мен өсімдік  шаруашылығы саласындағы төңкеріс  танылған. Осы технологияны қолдану  ақылы патогенді вирустарға, саңырауқұлақ  және бактериялық инфекцияларға, зиянкес насекомдарға, суық пен  құрғақшықтықа, сортаң топыраққа  төзімді, А витамині көп және  белогы сапалы болатын өсімдік  сорттарын шығару мүмкін. Трансгенді  өсімдіктер көптеген биологиялық  активті өнімдерді, соның ішінде  дәрі-дәрмектерді (мысалы, интерферон, инсулин), ауыр кеселдерге (мысалы В,С,А гепатиті және СПИД) қарсы жеуге жарайтын вакциндерді жасауға пайдаланады.

       Генеткалық инженерия деп in vitro жағдайында пәрменді генетикалық  құрылымдарды құрастыруды және оларды тірі клеткларға енгізуді түсінеді. Гениткалық инженерия және ген инженериясы термендері синоним ретінде қаралғанымен, олардың мағынасы бірдей емес; генетикалық инженерия – генетикамен байланысты, ал ген инженериясы – тек генге ғана қатысы бар. Рекомбинатты ДНҚ дегеніміз әр текті ДНҚ-лардан құралған және клеталарда репликациялана алатын генетикалық құрылымды түсінеді. Ұл арадан, біз бұл терминдердің жалпы анықтамасы бір бағытта екенін бйқаймыз. Жалпы генетикалық тұрғыдан олардың маөсаттары бірдей және қазіргі кездегі жаңа биеотехнологияның негізгі және болашағы зор әдістері болып саналады. Ген инженериясы мынадай этаптардан тұрады:

1. генді алу;

2) рекомбинатты  ДНҚ молекласын құрастыру;

3) реципиент  клеткасына рекомбинатты ДНҚ  молекуласын енгізу;

4) қажет  рекомбинатты ДНҚ молекулалары  бар клондарды ортадан табу.

       Азық-түлік өнімдерінің сапасы  мен қауіпсіздігі туралы заңның  елімізде 2004-жылы қабылданған Қазақстанда  модификацияланған өнімдерді айқындайтын  стандарттар жасалмаған. Ғалымдар жасаған тәжірибелер нәтижесі генетикалық модификацияланған сояның сүтқоректілерге аса зиян екені дәлелденіп көрсетілді. Ядролық жарылыстан кейін аман қалатын тышқан мен егеуқұйрықта нды генетикалық модификацияланған азық пен қоектендіру нәтижесінде олардың ден пішіні мен мидың клемі кішірейген, ұрғашылардың дүниеге ұрпақ әкелу мүмкіндігі азайған.