adyrbaikyzy_bioinjeneriya_umk_kz

əкеледі (жыныстық жəне эукариот жасушаларының парасексуалды процесіне;

прокариоттардың	конъюгациясына, трансформация		жəне	трансдукциясына,
жəне де протопласттардың қосылуына - əмбебап əдісі).
Гибридизация	кезінде	микроағзалардың	генетикалық		маркирленген
штамдарын алады (жиі ауксотрофты мутанттар немесе өсу ингибиторларына
тұрақты мутанттар). Жасушалар		қосылғанда (популяциялар)		ашытқыларда,
саңырауқұлақтарда, балдырларда гибридтер пайда болады. Егер алғашқы
жасушалар гаплоидты болса, ядролар қосылғанда,			ядросында		екі түрлі

хромосомасы бар, диплоидты жасуша зигота түзіледі. Кейбіреулерінде ядро мейозға ұшырап, нəтижесінде əрбір хромосома ыдырайды.

Гомологты хромосомалар жұп түзіп, кроссинговер нəтижесінде өзінің

хроматидтер

бөлігімен

алмасып

тұрады. Содан кейін жыныс

гаплоидты

споралар қалыптасады, олардың əрбіреуінде гендердің жиынтығы болады. Егер

ядролар қосылмаса, онда қосылып кеткен цитоплазмасы жəне ядролардың

түрлітекті формалары (гетерокариондар)

пайда болады. Осындай формалар

саңырауқұлақтарға, соның ішіндегі пенициллин шығаратындарға тəн.

Алынған

гетерозиготалы

диплоидтар

немесе

гетерокариондарда

көбейгенде ыдырау жүреді - ұрпағында ата аналарының тек доминантты ғана,

сондай ақ рецессивті белгілері көрінеді. Өнеркəсіпті маңызы бар микроағза-

продуценттердегі жыныс жəне парасексуалды процесс генетикалық практикада

кеңінен

қолданылады.

Бактерияларда

генетикалық

ақпаратпен

алмасуы

конъюгативті плазмидалардың (конъюгация) өзара əрекеттесу нəтижесінде

жүреді. Алғашқы рет конъюгацияны E. coli K-12 байқаған.

Конъюгациялық будандастыру үшін донор мен реципиент жасушаларының

культурасын араластырады жəне көректік сорпа немесе агарлы ортада өсіреді.

Жасушалар түзілген конъюгациялық көпір арқылы өздерімен қосылады; көпір

арқылы

реципиентке

нақты плазмидті

хромосоманың

сайты тасымалданады.

37°С-да

барлық

хромосомалардың

тасымалдануына90

минут

керек.

Конъюгация генетикалық талдау мен штамдардың құрастыруына кеңінен жол

ашып тұр.

Трансдукция

–

генетикалық

ақпаратты

фагтың

көмегімен

реципиент

жасушасынан донор жасушасына тасымалдау процесі. Алғашқы

рет

бұл

процесс

1952 ж.

Циндер мен Лидербергпен ашылған. Фагтардың

көбею

процесінде бактерияларда бөлшектердің пайда болуы мүмкін, оларда фагты

ДНҚ

жəне

бактерия

ДНҚ-ның

фрагменттері

болуы

трансдукция

негізделген.

Трансдукцияны

іске

асыру

үшін

донор

штам

жасушасында

фагтарды көбейту керек, содан соң реципиент жасушасымен жұқтыру керек.

Рекомбинантты

формалардың

сұрыптауын

алғашқы

формалардың

өсуін

қолдамайтын, селективті орталарда жүргізеді.

Соңғы жылдары протопласттардың қосылу əдістері кеңінен қолдануда.

Бұл əдіс генетикалық ақпаратты түрлітекті жасушаларға енгізуі əмбебап болған

сияқты. Əдістің қарапайымдылығы оны өнеркəсіпті маңызы бар продуценттерді

селекцияда

қолдануы. Бұл

əдіс

түраралық

жəне

текаралық

гибридтерді

алу

жəне тіршіліктің

филогенетикалы

жеке формаларын будандастыру үшін

жаңа

31

жолды ашады. Бактериалды, дрожжалы жəне өсімдік жасушаларын қосқанда

дұрыс нəтижелер алынған. Дрожжылардың түраралық жəне				текаралық
гибридтері	алынған. Əртүрлі	бактериялар	мен	саңырауқұлақтар
жасушаларының қосылуы туралы мəліметтер бар.

Классикалық биологияда жасушалар сомалық жəне жыныс деп бөлінеді. Біздің ағзамыздағы ұлпалар сомалық жасушалардан құралып, əр хромосоманың екі көшірмесінен тұрады жəне диплоидты деп аталады.

Жыныс жасушаларға аналық жұмыртқа жасушасы жəне сперматозоид жатады. Олардың əр хромосомасында тек бір ғана көшірмесі болады, яғни жасушалар гаплоидты.

Ұрықтандыру процесінде жыныс жасушалардың қосылу нəтижесінде хромосомалардың екі жиынтығы қайта құрылғанда, жасуша диплоидты болады.

Сомалық жасушалар өте жоғары дифференцирленген (біркелкі емес). Олар жоғары специализирленген (арнаулы бағытқа салынған) жəне толық дамыған.

Олар	тіршілік		процесінде	белгілі рөльді атқарады. Ос	жасушалардың
құрылысы жəне олардың				ішінде өтетін химиялық процестер толығымен
атқаратын функцияларына бағындырылған.
Кейінгі		кезде зерттеушілер дифференцирленген			сомалық	жасушалар
арасында дифференцирленбеген жасушалар орналасады деген пікір айтқан.
Дифференцирленбеген жасушалар специализациялануына қабілетін сақтайды
екен.	Осындай		жасушалар	дифференциацияланбағандіңгек (стволды)
жасушалар		деп	аталады. Олар	шектеусіз сан рет бөлінеді. Жəне де		олар

специализирленген жасушаларда дифференцирлену қабілетін сақтайды. Бірақ осы дененің нақты мүшесінде табылған жасушалар, бұндай жасушалар тек осы мүшенің жасушаларында дифференцирлене алады.

Айтып кететін, дифференциацияланбаған жасушалар моноциттер, лимфоциттер, нейтрофилдер, базофилдер жəне эритроциттер болуы мүмкін. Олар қан жасушаларын құрайды. Қан жасушасының бастамасы болып гематопоэтикалық жасушалар саналады. Сонымен, сүйек майында кездесетін

діңгек жасушалар гематопоэтикалық діңгек жасушалардеп аталады.	Сүйек
мыйын тасымалдағанда пациент діңгек жасушаны алады, олар трансплантантта
болады жəне қан жасушаларының əртүрлі популяциясы	олар арқыл
толықтырылады.

Діңгек жасушалары ұрықтың ұлпасынан да алынған. Ұлпаларда болатын, діңгек жасушалары есейген (сомалық) діңгек жасуша ретінде қарастырылады, өйткені олар өзінің пайда болуын дамыған эмбрионнан алмайды; эмбрионнан пайда болған діңгек жасушалары эмбрионалды діңгек жасушалар деп аталады.

Эксперименталды		түрде	ұрықтың		діңгек	жасушалары		кейбір	ауруларды
емдеуге қолданылған.
Эмбрионалды		діңгек		жасушалары		ұрықтанған		аналық	жұмырт
жасушасында	түзіледі.		Ересек	(сомалық)		діңгек	жасушалары		сияқты,
эмбрионалды	діңгек		жасушалары		диплоидты. Оларда			ДНҚның	толық
жиынтығы болады. Аналық жасушаны ұрықтандырғанда зигота қалыптасады.
Зиготаның тіршілігінде эмбрионалды					діңгек	жасушалары ерте пайда			болады

32

жəне ағзаға қажет, жасушаның түрлі типінің бастамасына қабілетін сақтап береді. Бұл көп кешікпей ұрықтанғаннан кейін жүреді.

Алғашқы діңгек жасушасы болып ұрықтанған аналық жасушасы саналады. Ол тұтас ағзаның бастамасын бере алады, сондықтан оны тотипотентті деп атайды. Дамудың алғашқы кезеңінде алынған эмбрионалды діңгек жасушалары дене жасушасының түрлі типіне бастама бола алады, бірақ, тұтас ағзаның

дамуына	оларды	индуцирлеуге		. болмайдыСондықтан		оларды
мультитотипотентті деп атайды. Есейген соң бізде де діңгек жасушалары
болады. Бірақ эмбрионалды діңгек жасушаларға қарағанда, солардан түзілседе,
олар специализацияланған. Мысалы,			гематопоэтикалық		діңгек жасушалары
сүйек майының түрлі жасушасы бола алады. Бұдан да басқа, олар бауыр мен
бүйрек жасушаларының бастамасын беруі мүмкін. Мұндай жасушалар
плюрипотентті. Оларды		мидан, теріден, асқазан, ішек			жолдарынан,	көздің
қарашығынан, бауырдан жəне ұйқы безінен алған. Осындай жасушалардың бар
болуы ағзаны жарым-жартылай өздігімен қайта					қалыптасуын	қамтамасыз
етуінде шығар.
Енді	эмбрионалды	діңгек	жасушаларға		тоқталсақ, ересек	діңгек
жасушаларға	қарағанда, оларды культурада			өсіруге	болады. Олар,	айтып

кеткендей, эмбрион дамуының алғашқы кезеңінде дамиды. Оларды эмбрионнан бластула кезеңінде алады. Айтарлықтай, эмбрион қалыпты даму барысында жеті күннен кейін діңгек жасушаларын жоғалтады, сөйтіп олар ұлпаларда бастапқы жасуша бола алмайды.

Айтып кеткендей, эмбрионалды діңгек жасушаларды аналық жасушасынан

алады дедік. Ал тəжірибеде олардыin			vitro	жағдайында	ұрықтандыру
процесінде	алады. Осындай	тəсілмен алғашқы		сəби1978 жылы	Англияда
алынған. Содан бері бұл тəсіл кеңінен қолдануда.
Клондау	– сомалық	жасушасының	ядросын тасымалдау. Сомалық

жасушасының ядросын тасымалдау– бұл эмбрионалды діңгек жасушалар сияқты өзін көрсететін, бірақ ересек жасушадан генетикалық материалын алған, жасушаларды жасау технологиясы. Бұл процесс ұрықтанған аналық жасушасы мен ересек ағзадан алынған, сомалық жасушасынан басталады.Ұрықтанған аналық жасушасының доноры жəне сомалық жасуша доноры бір индивидумға жатпауы керек. Ұрықтанған аналық жасушасының ядросын алып тастайды да, сомалық жасушысының ядросымен ауыстырылады. Теориялық түрде сомалық жасуша болып əртүрлі жасушаның типі саналады: сүйек майынан теріге дейін. Аналық жасуша зиготаға дейін дамиді, ал эмбрионалды діңгек жасушалары бластоцитадан түзіледі. Бірақ, теориялық түрде сомалық жасушасының ядросы бар жаңа аналық жасушаны біз жатырға имплантациялай(енгізу) аламыз. Онда ол тұтас ағзаға (клонға) дейін дамиды. Ол сомалық жасушасы алынған, ағзаға толық ұқсас келеді.

Сомалық жасушасының ядросын тасымалдау жануарларды клондауда қолданылады. 1996 жылы Долли деп аталған қозы дүниеге келді. Содан бері

ғалымдар	осы	технологияны	пайдаланып, мыңдаған	ірі	қара	малды,
тышқандарды жəне басқа да жануарларды клондаған.

33

Қорыта келгенде, діңгек жасушалары басқа дифференцирленген жасушалардың көзі болуы мүмкін. Ересек діңгек жасушалары адам денесінің кейбір ұлпаларынан алынған. Менімше, олар бұзылған мүшені қалыпына келтіруін қамтамасыз етеді. Ересек діңгек жасушалары клиникалық мақсатпен сүйек майы мен теріні тасымалдауында қолданған. Адамның эмбрионалды

діңгек	жасушалары	ұлпалардың	əртүрлі	типінің	жасуша
дифференцирленуі мүмкін. Қолдан ұрықтандыру процесінде қалыптасқан, бұл
жасушаларды эмбриондардан		алады. Оларды	алу эмбрионның бұзылуымен

байланысты.

Сомалық жасушасының ядросын тасымалдау– сомалық жасушасының

ядросымен	эмбрионалды	жасушасы	ядросының	ауыстырылу	. процес
Эмбрионалды жасушаса содан кейін сомалық жасушасының клоны					болып
қалады да эмбрионалды діңгек жасушаларды түзеді.

Негізгі əдебиеттер: 4 [8-89], 5 [204-246, 306-369], 9 [149-219].

Қосымша əдебиеттер: 2 [157-159]. Бақылау сұрақтары:

1.Биоинженерия нені зерттейтін биотехнологияның саласы?

2.Селекция дегеніміз не?

3.Идуцирленген мутагенез түсінігіне сипаттама беріңіз.

4.Трансдукция дегеніміз не?

5.Клондау əдісіне сипаттама беріңіз.

6-дəрістің тақырыбы: Жасушалық инженерия.
Жасушалық		инженерия -			жасушаларды		in	vitro өсіру,		оларды
будандастыру жəне қайта құрастыру арқылы жасушаның мүлдем жаңа типін
жасау	əдістерінің		негізінде		қалыптасқан			биотехнологияның.			сала
Жасушаларды жасанды жолдармен будандастырғанда, сомалық (жыныстық
емес, дене) жасушаларды				бір-біріне		қосқанда		бұдан	геном .		түзіледі
Будандастырудың бұл тəсілінің мəні мынада: аталық жасушалар ретінде
жыныстық	жасушалар			ретінде	жыныстық		жасушалгаметалар(			) емес
өсімдіктің	дене (сомалық)			жасушалары		қосылады.		Олардың	алдын ала

протопласттарын бөліп алады, белгілі жағдайда олар бір-бірімен құйылысады. Пайда болған сомалық будан жасушадан кейін регенерация арқылы будан өсімдіктер өсіп шығады.

Жасушалық инженерия дегеніміз тірі организмдердің сома жасушаларын

бөліп алып, жасанды жолмен		біріктіріп,	əртүрлі манипуляциялар жасау.
Жасушалардың қосылуы толық немесе жартылай болуы мүмкін, яғни жасуша-
реципиент	донор-жасушасының		цитоплазмасын, митохондрияларын,
хлоропластарын, ядроның геномын немесе оның кесек бөлшектерін қабылдауы.
Будан жасушалар ұзақ бойы өсіп өнеді. Б рақ түраралық сиымсыздық
сомалық будандастыруда да кездеседі. Бірақ уақыт өткеннен кейін жасушалар
культурасында	екінші түрдің	хромосомаларын жоғалтқан клондар пайда

болады. Мысалы, адам мен тышқан жасушаларының буданы жасушаның жүз

34

рет бөлінуінен кейін адамның хромосомаларын мүлде жоғалтады.

Сомалық будандастырудың негізінде антиденелер шығара гибридомалық биотехнология жасалды. Бұл биотехнология моноклонды антиденелер алуға мүмкіндік туғызды.

Жануарлар

жасушасына

негізделген

биотехнология. Жануарлар

жасушалары

– биологиялық

белсенді

заттар

өндірушілері. Осы

кездегі

ғылыммен

практикаға

маңызды

ақуыздарды

кодтайтын

көптеген гендер

клондары алынған. Осындай гендерді жануарлар жасушасына тасымалдап,

орналастыру арқылы биологиялық белсенді қосылыстар алуға болады.

Моноклондық

антиденелер

биотехнологиясы–

жасушалардың

моноклонынан синтезделетін иммуноглобулиндер. Моноклондық антидене

антиген

молекуласындағы

бір

ғана

антигендік

анықт

(детерминантамен) байланысады. Антиденелерді

алу үшін

ерте

кезден

үй

қояндары, ешкілер, қойлар пайдаланылған.

Дəстүрлі

əдіспен

моноклондық

деп

аталатын

антиденелерді

алуғ

болмайды. Ол үшін антиденелер қоспаларын ажырату немесе В-жасушаларды

жеке түрлерге бөлу керек. Бұл мəселені 1975 жылы Георг Келлер жəне Цезарь

Милштейн гибридомалар жасау əдіс арқылы шешті.

Гибридомалық

биотехнология –

ісік жасушаларымен В–лимфоциттерді

қосу

негізінде

жасушалық

будандарды

немесе

гибридомаларды

биотехнологиясы. Ісік жасушалары лимфоциттерге ағзадан тыс шексіз көбею

қасиетін жəне олардың культуралық ортасына антиденелерді бөліп шығаруын

қадағалайды. Гибридомаларды ағзадан тыс жағдайда өсіргенде əрбір будан

жасушадан ерекше клон моноклондық антидене алуға болады. (Моноклондық

антиденелер антигеннің бір ғанатүріне

«маманданған»).

Гибридомалар

дегеніміз өлшеусіз өсе беретін моноклондық антиденелер өндіретін жасушалар

клондары.

Моноклондық

антиденелерді

алу

жəне

оларды

қолдану

қа

иммунологиялық биотехнологияның жетістіктерінің бірі. Олардың көмегімен

кез келген иммуногендік денені (затты) анықтауға болады.

Моноклонды

антиденені

ірі

қара малдың жатырға дейнгі өсіп өн

деңгейінде жынысын анықтауға, сондай-ақ, мүшелерді трансплантациялауда

ұлпаларды

сұрыптау

биотехнологиясында

вирустардың, аурулардың

қоздырғыштарының антигендік карталарын зерттеуде қолдануға болады.

Протопласттарды

қосу

арқылы

будандастыруды

əр түрлі атайды:

сомалық

будандастыру,

парасексуальды

будандастыру, жыныстық

емес

будандыстыру. Сонда да, көбінесе бірінші термин қолданылады, ал пайда

болған будан сомалық будан деп аталады.

Жасушаны қайта құрастыру(реконструкциялау) - жасушаның құрамына

кіретін

ядроны,

цитоплазманы,

митохондрияларды,

хлоропластарды,

хромосомаларды бір жасушадан басқа жасушаға көшіру негізінде мүлдем жаңа

жасушаны

жасау.

Осындай

əрекеттер

нəтижесінде

ядролық

жəн

цитоплазмалық гендер тіркестігі əдеттегідей емес, тіпті

өзгеше

жасушалар

пайда

болуы

мүмкін.

Одан да

артық ғалымдарды қызықтыратыны, ол жеке

35

хромосомаларды		тасымалдау	арқылы	анеуплоидтық	линияларды	а
мүмкіншілігі.
Протопласттарды бөліп алу. Протопласт деген ферменттердің əсерімен
немесе механикалық əдістермен қабығы түгел жойылған өсімдік жасушасы.
Ағылшын ғалымы Э.Кокинг 1960-шы жылдардың басында жасушаның ішіндегі
протопластты		зақымдамай тірі	күйінде	бөліп алу əдісін жете		зертт
дайындады. Ол томат тамырларының ұштарын, зең саңырауқұлақтар өсірген
ортасына бөліп шығарған гиролиздік ферменттерімен өңдеп, протопластарды
ферменттік əдісімен бөліп алады.
Əдетте	тірі жасушада протопласт жасушаның қабырғасына орталық
вакуольдің тургор, яғни кернеулік қысымымен тығыз жанасып тұрады. Жасуша
қабығы арқылы плазмалеммамен қоршалған цитоплазмалық жіңішке жіпшелер
өтеді, солар	арқылы көршілес жасушалардың протопластары біріне-бірі
жалғасып жатады. Сондықтан жасуша қабығын ферментпен еріткен кезде,
протопластқа зиян келтірмей жасушаларда плазмолизді жүргізеді. Осмотик
ретінде сахароза, маннит, сорбит қолданылады. Осы заттардың гипертониялық
ертінділері	əсерінен вакуоль сусызданып, жиырылып, протопласт көлемі

кішірейіп, соңынан қабықтан алшақтайды.

Кейде жасуша сопақ болғанда протопласт плазмолиз кезінде екіге бөлініп кетуі мүмкін. Сондай ядросы жоқ субпротопласт цитопласт деп аталады.

1968 жылы жапон ғалымы Такебе темекі жапырағының мезофилл жасушаларының протопласттарды көп мөлшерде алудың тиімді əдісін жете зерттеп дайындады. Алдымен жапырақты 70% этонолда стерильдейді, кейін 1520 мин 10% калций гипохлоридінде ұстап, дистелденген суда шайып алады.

Астыңғы	эпидермисті алып тастап, жапырақты майда бөліктерге кесіп,
пектиназа	ферментінің ерітіндісімен	өңделеді, бұл кезде	целлюлозалық
жасушаның	қабығы біржолата жойылады.	Фермент ерітіндісіне	осмостық зат

қосылады. Осы əдіспен əр түрлі өсімдіктердің ұлпаларынан протопластар алынады.

Қазіргі уақытта протопластарды бөліп алу үшін ферменттердің қоспасын пайдаланады. Бұл қоспаның құрамында ферменттердің үш түрі болады: пектиназалар, целлюлозалар жəне гемицеллюлозалар. Олар жасуша қабығының негізгі компоненттерін ыдыратады. Бұл ферменттерді кейбір бактериялар мен саңырауқұлақтар өздерін өсірген сұйық ортаға бөліп шығарады, сонымен қатар оларды ұлудың асқорыту сөлінен бөліп алады. Қазіргі уақытта пектиназалық жəне целлюлозалық əсері бар бірталай стандарттық ферменттер бар. Олардың фирмалық аттары əр түрлі.

Ферменттік ерітінділерді арнайы сүзгіден өткізу залалсыздандырылады. Жасуша түрлерінде құрылымы мен құрамы жағынан айырмашылықтары болғандықтан, қолданылатын ферменттердің комбинациялары мен мөлшерінің ара қатынасы бірдей болмайды. Əрбір ұлпа үшін ферменттердің құрамы, концентрациясы мен ара қатынасы жəне өңдеу уақыты бөлек іріктеліп алынады. Бөлініп алынған протопластар ферменттік ертіндіде аз уақыт болуы керек, одан кейін ұқыпты түрде жуылуы қажет.

36

Протопласттарды бөлу кезінде осмостық стабилазатор маңызды қызмет атқарады. Протопласттар бүтін болу үшін ферменттік ерітінділер изотониялық немесе гипертониялық күйде болу керек. Кейде материалды алдын ала

плазмолиздық ерітіндісінде біраз ұстайды. Осмостық зат ретінде									көбінесе
қанттар (глюкоза, сахароза, сорбит, маннит) пайдаланылады, кейде CaCl2,
NaHPO4, KCl тұздардың			ертіндісі 0,3-0,8	М	концентрацияда			қолданылады.
Осмостық заттың дəл концентрациясы өсімдіктің нақтылы түріне жəне оның
физиологиялық		күйіне	байланысты	жеке		іріктеліп		.алынадыКөбінесе
ферменттер кейін протопласттарды өсіруге қолданылатын								қоректік		ортада
ерітіліп дайындалады. Ферменттік ерітіндінің pH көрсеткішін бір деңгейде (5,4-
6,2) ұстау үшін буфер қосылады.
Протопласт бөтен ДНҚ-ны қабылдай алатын өте ыңғайлы жүйе. Сол ДНҚ-
ны жасушаға енгізіп жəне оның экспрессиясын қамтамасыз									ету	арқылы
генетикалық өзгертілген өсімдіктерді алуға болады. Сөйтіп, протопласттарды
бөліп	алу, өсіру,	қосу жəне оларға			жасушалық		органоидтарды, жеке
хромосомаларды, тіпті ДНҚ енгізу генетиктер мен селекционерлерге будан
өсімдіктердің алуан түрлілігін арттыруға мүмкіншілік туғызады.
Тіршілікке қабілетті протопласттарды алу. Протопласттарды нəтижелі
бөліп алу көптеген факторларға байланысты, олар						атап айтқанда: ұлпаның
шығу	тегі (жапырақ, тұқымжарнақ, тамыр,				тозаң	түйрі,	каллус		ұлпасы,
суспензиядағы		жасушалар), өсімдіктің			түрі	мен		, сортыөсімдіктің

физиологиялық күйі, ферменттердің құрамы, олардың сапасы, ортаның pH жəне осмостық заттың түрі.

Протопласттардың тіршілікке икемділігін, яғни олардың метаболиттік

активтілігін	арнайы	əдіспен	.	жүргізедіОл	протопласттардың
флуоресцеиндиацетатпен (ФДА)		боялуы.	ФДА -	бұл флоуресценциясы		жоқ
қосылыс, протопласттар		мембранасы		арқылы	жеңіл,	тіріөтеді
протопласттардың	ішінде	эстеразалардың		əсерімен	ыдырайды. Соның
нəтижесінде флуоресцеин босайды, оны протопласттардың бүтін мембраналары

ұстап қалады. Сондықтан метаболиттік активтілігі бар(тіршілікке қабілетті)
протопласттар ультракүлгін сəулесінде көзге көрінеді, себебі іштерінде
жинақталған флуоресцеин ультракүлгін сəулесімен қоздырылып, жасыл сəулені
тарата бастайды.
Протопласттар		суспензиясының сапасы			тіршілікке		икемді
протопласттардың		санымен (% мөлшерінде) белгіленеді. Протопласттардың
саны	Фукс-Розенталь камерасында есептеледі. Протопласттардың					тығыздығы
(суспензияның 1 мл-дегі) суспензияның маңызды сипаттамасы, ең жақсы 1 мл-
де 105-106 протопласт. Егер			ұлпаның	немесе	өсірілген	жасушалардың
массасының 1 грамынан осынша тіршілікке икемді протопласттар шықса, онда
протопласттар жақсы бөлініп алынды деп есептеледі.
Жоғарыда айтып кеткендей, протопласттардың бөлініп алынатын мөлшері
жəне	олардың өміршеңдігі		өсімідіктің	түріне, жасына	жəне физиолгиялық

күйіне, яғни генетикалық жəне эпигенетикалық ерекшеліктеріне байланысты. Протопласттарды көп мөлшерде тұрақты алып отыру үшін өсімдіктерді белгілі

37

бір жағдайда өсіру керек жəне олардың ең қолайлы өсу кезеңін, ақтылы бір
мүшесін анықтап таңдап алу қажет.
In vitro өскен жасушалар мен ұлпалардан протопласттарды бөліп алудың
мынадай	өз артықшылықтары			бар: стерильдік, іn vitro жағдайында өсуге
бейімділік. Бірақ жасуша қабықшасының химиялық құрамының күрделі болып
өзгеруі жəне оның қалыңдауы ферменттік гидролизді қиындатады. Бүтін
протопласттардың		бөлініп		алынуы		өсірген		жасушалардың		і
мирестемалық жасушаларының сан жағынан үлесіне сай болады, ал ол үшін
суспензиядағы жиі (əрбір 2-3 тəулгіне) жаңа қоректік ортаға көшіріп отыру
керек.
Протопласттардан регенерант өсімдіктерді шығару. Ең бірінші болып
1971 жылы Такебе протопласттарды нəтижелі өсіріп, олардан өсімдіктерді
шығаруға болатындығын дəлелдеді. Лайықты жағдайда протопласттар жасуша
қабығын қайта түзіп, кəдімгі нағыз жасушаға айналды. Электрондық микроскоп
көрсеткендей, Vicia haiastana протопласттарының						сыртқы қабатында10-20
минут өткен соң бірінші целлюлозаның микрофильдері пайда болады, ал 20
сағаттан кейін олар қабықтың тығыз торын . түзедіЖасуша қабығының
плазмалеммамен байланысының бұзылуы, шамасы, бірден қабықты қайта құру
механизмін іске қосады. Ең қызығы, қабығынан айыралмаған плазмолизге
ұшыраған	протопласттың		үстінде		жаңа	қабықтың		түзілгені. Қабықтың
түзілуінің ерекшеліктері жəне жылдамдығы бастапқы жасушаның түріне жəне
дифференцировкасына байланысты.
Алқа, крестгүлдер, шатыршагүлдер						тұқымдастар			өсімдіктерінің
протопласттары жасуша қабығының сағат ішінде түзеді. 24-36 сағаттан кейін
жасушалар бірінші рет бөлінеді, ал 3-4 апта өткен соң каллус жасушаларының
колониясы	түзіледі.	Өсіру	кезінде		біртіндеп(2	аптадан	кейін)		ортаның
осмостық қысымын төмендетеді, соның нəтижесінде бөліну жылдамдығы өседі.
Содан кейін каллустарды регенерация өту						үшін	қатты		ортаға .көшіреді
Каллуста	морфогенездің (органогенез)				басталуы,	яғни өркен		мен	тамырлар

түзілуі регенерант өсімдіктер пайда болуына əкеледі.

Талай өсімдіктердің протопласттары сомалық эмбриогенез арқылы да регенерант өсімдіктер түзеді. Оқшауланған протопласттардан пайда болған жасушалардың қабілеттері көптеген факторлаға тəуелді:

1)бастапқы ұлпаның түр ерекшелігі, физиологиялық күйі жəне дифференцировкасы, яғни генетикалық жəне эпигенетикалық сипаттамасы;

2)протопласттарды бөліп алу əдістері мен жағдайлары;

3)протопласттарды суспензияда өсіргендегі тығыздығы;

4)қоректік ортаның құрамы;

5)протопласттарды өсіру жағдайлары;

Негізгі əдебиеттер: 4 [8-89], 5 [204-246, 306-369], 9 [149-219].

Қосымша əдебиеттер: 2 [157-159]. Бақылау сұрақтары:

1. Жасушалық инженерияға сипаттама беріңіз.

38

2. Жануарлар жасушасына негізделген биотехнология түрлеріне не жатады?

3.Протопластарды бөліп алу əдісі неге негізделген?

4.Жасушалардың протопласттарын көп мөлшерде алудың тиімді əдісін алғашқы рет кім зертеген?

5. Оқшауланған протопласттардан пайда болған жасушалардың қабілеттілігі қандай факторлаға тəуелді?

7-дəрістің тақырыбы: Жасушалық инженерияның əдістері.

Жасушаларды культивирлеу. Эксперименттік жұмыстың мақсаты мен талаптарына сəйкес жасушаларды культивирлеуде екі бағытты көрсетуге болады:

-жасушалар культурасы;

-мүшелер мен ұлпалар культурасы.

Жасушалар культурасында құрылымдық ұйымы болмайды, сипаттық

гистиотиптік		архитектурасын		жəне	сонымен	байланысқан		биохимиялық
белгілерін жоғалтады жəне арнайы жағдайлар болмағанда əдеттегі тепе-теңдік
күйіне жетпейді. Жасушалар культурада көбее алады, бұл жасушалардың көп
массасын	алуын		қамтамасыз	етеді. Содан	соң	оларды	идентифицирлейді
(селективті ортада өсіру арқылы фенотиптік белгілері бойынша, генотиптік),
ұқсастық		параллельдерге		бөледі, жəне, егер		қажет	болса, сақтайды.
Культивирленетін жасушалардың динамикалық қасиеттері жиі қиын бақылаудан
өтеді, жəне		де in	vitro көрінетін	кейбір жасушалық		өзара	əрекеттерінin	vitro

қайта құруында қиындыққа түседі. Осыған байланысты кейбір зерттеушілер бастапқы ұлпалардың құрылымдық тұтастығын сақтап тұратын, жасушалық жүйені қолдануға мəжбүр болады.

Культураға енгізілген жасушалар типтерінің тізімі өте көп. Бұлар адамның дəнекер ұлпасының элементтері(фибробласттар), қаңқа ұлпалары (сүйек жəне

шеміршектер), қаңқа, жүрек жəне			майда бұлшық еттері, эпителиальді ұлпалар
(бауыр, өкпе, бүйрек		жəне т..),б	нерв жүйесінің жасушалары, эндокринді
жасушалар	(бүйрек безі, гипофиз, Лангерганс			аралығының	жасушалары),
меланоциттер жəне əртүрлі ісік жасушалары.
Жасушалар популяциясы əр дəйім гомогенді болмайды жəне фиксирленген
фенотипі	болады.	Кейбір	культураларда,	мысалы,	эпидермистің

кератиноциттерінде діңгек жасушалары болады. Осындай культурада, діңгек жасушалар арқылы, жасушалар үнемі жаңарланып тұрады, пролиферация жəне алғашқы жасушалардың жетілуі, жəне де кері қайталамайтын дифференцирлеу жүреді.

Культураға ең жақсысы қандай ұлпаны, ересек немесе эмбрион, қалыпты немесе ісік ұлпаны енгізу керек? Эмбрион ұлпасынан алынған культура жақсы өміршендігімен жəне, ересек ұлпалармен салыстырғанда, белсенді өсуімен сипатталады.

Жасушаларды культивирлеу жүйесі. Жасушаларды культивирлеу жүйесі екі бағыт бойынша жүреді.

39

1.	Ағынсыз	культуралар –		ортаның фиксирленген			көлеміне	жасушалар
кіретін культуралардың типі. Жасушалардың өсу барысында көректік заттар
пайдаланады жəне метаболиттер жинақталады. Сондықтан орта мезгіл сайын
өзгеріліп тұруы		керек, бұл	физиологиялық дифференцировка деп					аталатын
жасушалық метаболизмнің			өзгеруіне		əкеледі. Уақыт өте		ортаның	таусылуы
нəтижесінде жасушалардың пролиферациясы аяқталады.
Ағынсыз культуралардың өмірін ұзартуда бірнеше тəсілдер болады:
-	үзілмелі	(культураның		бір	бөлігі	тең	көлемде	жаңа	ортам

ауыстырылады);

-үздіксіз (культураның көлемі бір қалыпты төмен жылдамдықпен өседі, ал жасушаның азғана үлесі периодты шығарылып тұрады);

-перфузиялық (культураға əрдайым жаңа орта қосылып тұрады жəне бірмезгілде тең көлемде пайдаланған (жасушасыз) орта шығарылып тұрады).

Перфузия ашық болуы да мүмкін(жүйеден барлық орта шығарылып тасталғанда) жəне жабық (шығарылып тасталған орта қосымша ыдыс арқылы өтеді, онда оның рН қалпына келеді жəне аэрирлену процесі жүреді де қайта культуральді ыдысқа түседі).

Ағынсыз культуралардың барлық жүйесі қалдықтардың жинақталуымен жəне сыртқы жағдайдың тұрақсыздығымен сипатталады.

2.	Ағынды	культуралар			қоректік	орта		мен	метаболиттерд
концентрациясын		өзгертпей, нақты			гомеостатикалық			күйін	жəне	де
жасушалардың санын қамтамасыз етеді. Гомеостаз культураға ортаның үздіксіз
кіруін жəне бірмезгілде ортаның жасушалармен тең көлемде шығарылуын
қамтамасыз етіп тұрады. Осындай жүйелер суспензиялық культуралар жəне
микро алып жүрушілердегі моноқабатты культуралар үшін жарамды
Жануарлар		жасушаларын		культивирлеуде2			ірі	бағыты	болады:
моноқабатты культуралар жəне суспензиялық культуралар.
Суспензиялық культуралар жасушалардың шығуын көбейтуге жақсырақ.
Моноқабатты культураларда көптеген артықшылығы бар:
1. Ортаны оңай толық ауыстыруға болады жəне жаңа қоректік ортаны қосу
алдында	жасушаларды		жуып		алуға	.боладыБұл	өте	маңызды, егер

жасушалардың өсуі бір жағдайда, ал өнімнің шығуы басқа жағдайда жүрсе, мысалы, сарсуы бар ортадан жасушаларды сарсуы жоқ ортаға тасымалдағанда. Жəне де қажетсіз компоненттерді толық шығарып тастағанда.

2.Жасушалардың жоғары тығыздығын қамтамасыз етуіне мүмкіндік береді.

3.Егер жасушалар субстратқа жабысқан жағдайда, талап ететін өнімнің көптеген жасушаларының экспрессиясы тиімді өтеді.

4.Моноқабатты культуралар жасушалардың əр түрлі типтеріне қолдануы мүмкін, бұл зерттеулердің көптеген икемділігене əкеледі.

5.Кейбір жағдайларда, мысалы, вирустарды тарату үшін жақын жасушааралық контакттар қажет.

Моноқабатты культуралардың кемшілігі: - үлкен кеңістікті талап етеді;

-масштабы үлкейген сайын бағасы жоғарылайды жəне көп еңбек қажет;

40