Gen muhandisligi fermentlari va ularning roli

Slayd 1

Gen muhandisligi fermentlari

Slayd 2

Reja
Fermentlarni o‘rganish obyekti va subyekti.
Asosiy fermentlar va ularning ahamiyati.

Slayd 3

Genetika muhandisligi molekulyar genetikaning davomidir, lekin uning tug’ilishi genetik enzimologiya va nuklein kislotalar kimyosining muvaffaqiyatlariga asoslangan, chunki fermentlar molekulyar manipulyatsiya vositalaridir. Ba’zida mikromanipulyatorlar yordamida hujayralar va hujayra organellalari bilan ishlashimiz mumkin bo’lsa-da, hatto eng kichik mikrojarrohlik asboblari DNK va RNK makromolekulalari bilan ishlashda yordam bermaydi. Nima qilsa bo’ladi? Fermentlar «skalpel», «qaychi» va «tikish uchun ip» vazifasini bajaradi. Faqat ular ma’lum nukleotidlar ketma-ketligini topa oladi, u yerda molekulani «kesadi» yoki aksincha, DNK zanjiridagi teshikni «yamoqlaydi».

Slayd 4

Shuni ta’kidlash kerakki, gen injeneriyasida qo’llaniladigan fermentlarda turlarning o’ziga xosligi yo’q, shuning uchun eksperimentator o’zi tanlagan ketma-ketlikda har qanday turdan olingan DNK qismlarini bir butunga birlashtira oladi. Bu genetik muhandislikka tabiat tomonidan o’rnatilgan turlar to’siqlarini yengib o’tishga va turlararo birlashishni amalga oshirishga imkon beradi.

Slayd 5

Gen muhandisligida rekombinant DNKlarni konstruksiyalashda ishlatiladigan fermentlar quyidagi guruhlarga bo‘linadilar:
DNK fragmentini olish uchun ishlatiladigan fermentlar (restriktazalar);
DNK matritsasidan DNKni (DNK-polimerazalar)
DNK matritsasidan RNKni (RNK-polimerazalar)
RNK matritsasidan DNKni (teskari transkriptazalar) sintezlovchi fermentlar;
DNK fragmentlarini birlashtiruvchi fermentlar (ligazalar);
DNK fragmenti uchlari strukturasini o‘zgartiruvchi fermentlar.

Slayd 6

Nukleazalar – nuklein kislotlar molekulalari gidrolizi reaksiyalarini katalizlovchi fermentlarning yirik guruhi.Nukleazalarning hujayradagi dastlabki vazifasi – hayotiy jarayonning ayni vaqti uchun keraksiz bo‘lgan molekulalari (masalan, mRNK ni translyatsiyadan so‘ng) degradatsiyasini va nuklein kislotlarni begona molekulalardan himoya qilish (bakteriya fag bilan zararlanganda fag DNK sini bakteriya nukleazalari tomonidan parchalab yuborilishi) dan iborat.Nukleazalar ta’siriga ko‘ra: DNK molekulalari (DNKazalar)ga, RNK molekulalari (RNKazalar)ga, DNK va RNK ga bir vaqtning o‘zida (oltin rang loviya nuklezasi) bir xilda ta’sir etishi mumkin.Nukleazalar bir zanjirli (S1 nukleazasi) yoki qo‘sh zanjirli (ekzonukleaza III) DNK molekulalari, yoki gibrid DNK-RNK molekulasi (ribonukleaza H) ga ta’sir etishi mumkin.

Slayd 7

Funksiyasiga ko‘ra nukleazalarni ikki tipga: ekzonukleazalar va endonukleazalarga bo‘lish mumkin.Ekzonukleazalar, odatda, molekulalarni 5¢ yoki 3¢ erkin uchlaridan boshlab gidrolizlaydi.Endonukleazalar DNK molekulasi bo‘lagi yoki xalqasimon DNK molekulasining ichki ketma- ketliklaridan boshlab parchalaydi.

Slayd 8

Restriktazalar (restritsiyalovchi endonukleazalar)
DNK molekulasida ma’lum bir nukleotidlar ketma-ketligi (restritsiya saytlari)ni tanib, ularga «hujum qiluvchi» fermentlardir.1968 yili Mezelson va Yuanlar metillanmagan DNKni parchalovchi restriktazani ajratib olishgan. 1970 yili yesa Smit va Vilkoks Haemophilus influenzae dan DNKning aniq bir ketma-ketligini parchalovchi birinchi restriktaza (Hind III)ni ajratib olishgan.Hozirgi vaqtda turli xil mikroorganizmlardan mingdan ortiq har xil restriktazalar ajratib olingan. Gen muhandisligida 200 dan ortiq turi keng qo‘llanilmoqda.Restriktazalar endonukleazalarning DNKni muayyan maxsus ketma- ketliklari restriksiya saytlari (nuqtalari)ni hosil qilib gidroliz qiladigan guruhi hisoblanadi. Har bir restriktaza o‘zining restriksiya saytini taniydi va DNKni restriksiya sayti izchilliklari ichidan yoki uning atrofidan boshlab qirqadiRestriktazalarni nomlashda ferment ajratib olingan bakteriya turining lotincha nomini bosh harflari va qo‘shimcha belgilaridan foydalaniladi. Chunki bir turdagi bakteriyalardan bir necha xil restriktazalar ajratib olingan bo‘lishi mumkin. Essherichia Coli-EcoR I, EcoR V, Haemophilus influenzae –Hinf I, Streptomyces albus – Sal I, Thermus aquaticus – Taq I.

Slayd 9

Slayd 10

Palindrom bu – DNK ikki zanjirli molekulasining, 5’- dan 3’- ga qarab o‘qib borilganda ikkala uchi bir hil nukleotid ketma-ketligiga ega sohasi. Bunday sohalar ko‘pincha II tipdagi restritsirestriksiyalovchi endonukleazalar tomonidan tanib olinadi.II tipdagi restriksiyalovchi endonukleazalar tomonidan aniqlanadigan va DNK molekulalari parchalanadigan palindrom ketma-ketliklar tanish saytlari deb ataladi.Tanish saytlari to‘rt, besh, olti, sakkiz va undan ko‘p nukleotidlardan tashkil topishi mumkin. Tanish sayti uzunligidan uning DNK molekulasida tarqalish tezligi bog‘liq bo‘ladi; ko‘pchilik holatlarda tetra- va geksanukleotidlarni taniydigan restriktazalar qo‘llaniladi.

Slayd 11

II-tipdagi restriktazalar restriksiya saytlari o‘lchami va olinadigan DNK bo‘laklari uzunligiga ko‘ra, bir necha sinfga bo‘linadi:
●mayda bo‘lakka bo‘luvchilar– restriksiya saytlari to‘rtta nukleotid juftliklardan iborat;
●o‘rta bo‘lakka bo‘luvchilar– 6-8 n.j. restriksiya saytlari;
●yirik bo‘lakka bo‘luvchilar- 10-14 n.j. restriksiya saytlari
●Restriktazalarning ferment faolligifaollik birliklarida o‘lchanadi.
Bu optimal sharoitda l fag DNK sini 1 mkg miqdorini 1 soat ichida to‘liq gidrolizlanishi uchun sarf bo‘ladigan ferment miqdoriga tengdir. Restriksiyaning optimal sharoiti har bir restriktaza uchun alohida bo‘lib, u pH, ion kuchi, tegishli ionlar mavjud bo‘lishi, reaksiyani amalga oshirish haroratiga bog‘liq bo‘ladi.

Slayd 12

Toʻmtoq uchli fragmentlar oʻzaro DNK ligazalar yordamida biriktiriladi. Lekin toʻmtoq uchli fragmentlar qiyin bogʻlanadi (samarasi va natijasi yaxshi chiqish ehtimoli kam), chunki ularda DNK molekulasini ushlab turuvchi zinapoyasimon oxirlar mavjud emas.
DNK ligazasi ATFdan foydalangan holda DNK zanjirining 5ʼ uchiga yopishgan fosfat guruhi boshqa zanjirning uchiga yopishgan gidroksil guruhi bilan bogʻlanadi. Ushbu reaksiya yaxlit uglevod-fosfat asosni hosil qiladi.

Slayd 13

DNK ligaza
1961 yilda Mezelson va Veygl rekombinatsiya DNK molekulalarining parchalanishi va keyinchalik qayta qo‘shilishi bilan bog‘liqligini ko‘rsatdi. DNK bo‘laklarini o‘zaro bog‘lashda ishtirok etadigan ferment 1967 yilda topildi va DNK ligaza deb nomlandi.DNK ligazalar 2 zanjirli nuklein kislota molekulasida fosfodiefir bog‘lanishni ta’minlaydi.DNK ligazalari AMF donori sifatida foydalanadigan kofaktoriga qarab ikki oilaga bo‘linadi:ATFga bog‘liq ligazalar – bakterial va yeukaryotik viruslar, arxeya, xamirturush, sutemizuvchilar va yeubakteriyalarda uchraydi.NAD+ gabog‘liq DNK ligazalari deyarli faqat yeubakteriyalarda uchraydi.

Slayd 14

DNK ligaza qo‘shni nukleotidlar orasidagi fosfodiefir bog‘larini tiklash orqali DNK bo‘laklarini bog‘lash kabi asosiy vazifani bajaradi. Bu jarayon ligirlash deb ataladi.Gen muhandisligida ko‘pincha ligirlash uchun T4 fagining DNK-ligazasidan foydalaniladi. T4 ligaza yordamida DNK ning har qanday bo‘lagi “yopishqoq uchli” yoki “to‘mtoq uchli” qismlari biriktiriladi. Bu eng ko‘p qo‘llaniladigan fermentlardan biridir.

Slayd 15

E’tiboringiz uchun rahmat!

Slayd 16

Foydali havolalar

🛒 Barcha taqdimotlar | 📰 Yangiliklar | ℹ️ Biz haqimizda