Клондау

Клондау(грек. clon – ұрпақ, бұтақ) – организмдерді жыныссыз жолмен көбейту арқылы сол организмдерге ұқсас ұрпақтар алу. 20 ғасырдың 60-жылдарының басында кейбір жоғары сатыдағы өсімдіктер мен жануарларды Клондау әдістері жете зерттелді. Бұл әдістерге даму сатысын аяқтап, толық жетілген жасушалар ядросында организмнің барлық белгілері болатыны туралы ақпарат анықталғаннан кейін қол жеткізілді. Клондау кезінде клеткадағы белгілі гендер жоғалмайды (тек Клондау процесіне қосылмаған гендер ғана жойылып отырады). Клондау туралы алғашқы мағлұматты Корнелль универстетінің (АҚШ) профессорлары жүргізген тәжірибелерден көруге болады. Олар өсуге қажетті қоректік заттар мен гормондары бар ортада сәбіз тамырының жеке жасушаларын өсіру арқылы, осы өсімдіктің жаңа формасын алды. Кейінірек Ұлыбританияның Оксфорд университетінің ғалымы Д.Гердон (1933 ж. т.) алғаш рет жануар омыртқасын Клондауға болатынына қол жеткізді. Ол өзінің ядросы алдын ала ультракүлгін сәулелері арқылы жойылған құрбақаның жұмыртқа жасушасына, ішек жасушаларынан алынған ядроны егу (қондыру) арқылы әуелі итбалықты, соңынан сол ядро алған құрбақаға ұқсас дарабасты алды. Бұл тәжірибелер тек дифференциалданған (арнайы) жасушада организмнің дамуына қажетті барлық ақпараттардың болатынын дәлелдеп қана қоймай, сондай-ақ, жоғары сатыдағы организмдерді, соның ішінде адамды да клондауға болатынын көрсетті. Клондау арқылы өте пайдалы өсімдік сорттарын алуға және мал тұқымын асылдандыруға болады. Бірақ Клондаудың мұндай әдістері (өсімдік сұрыптары мен асыл тұқымды мал алатын) адамдарға қолдануға келмейді. Теориялық түрде әйелдің де, еркектің де генетикалық көшірмелерін жасауға болады. Бірақ клондалатын жасуша даму сатысының барлық кезеңдерінен өтуі керек, міне, сол кезде жасушаға сыртқы ортаның қалай әсер ететіні әлі толық анықталған жоқ.

Клондау әдісінің тарихы

Клондау дегеніміз - жасанды ортада өсіру арқылы рекомбинантты ДНҚ молекуласын анықтау әдісі. Клондау жыныссыз өсіп даму арқылы бір ортақ тараған ағзалар және ұрпақтар.1985 жылы Мюллис клондаудың полимеразалық реакция әдісін ұсынды. Сөйтіп қажет ДНҚ ферменттерін синтездеуге және олардың көшірмелерін бірнеше есе көбейтуге жол ашты.

Жібек тоқушыны клондау. Жануарларды клондауда орыс ғалымдарының орны бөлек. Осыдан 100 жыл бұрын Мәскеу университетінің зоологы А.А. Тихомиров алғаш болып жібек тоқушының жұмыртқасын әртүрлі химиялық және физикалық тітіркендіруден, кейін ұрықтанусыз өсіп көбейетінің ашты.

Тышқандарды клондау сәтсіздігі. Маккинелл өзінің бір жұмысында тышқанды клондау үшін әдістер бар, бірақ оларды неге осы уақытқа дейін клондаған жоқ деген сұрақты қойды. Бірақ Маккинеллдің болжауы іске аспады. Тышқандарды клондау методикалық өте қиын болды. Өйткені сүтқоректілердің жұмыртқа жасушасының көлемі 1000 есе аз болды. Жануарлар мен өсімдіктердің қауіпті инфекциялары қоздырғыштарының генетикалық картасын жасау.

90 - жылдардың соңында практикада қолданбалы вирусология, сондай-ақ іргелі аспектілерінде жаңа әдістемелік тұрғыны клондау кеңінен дамыды. Олардың арасында молекулярлық-генетикалық әдістер-рестрикциалық талдау, нуклеин қышқылдарын молекулярлық будандастыру, молекулярлық клондау және полимеразды тізбекті реакция жетекші орын алды.

Өсімдіктер клондау негізі вегетативті көбеюге жатады. Өсімдіктерді бұтамен, бүйректен немесе өзектен клондау бұдан 4 мың жыл бұрын жылдан белгілі. ХХ ғасырдың 70 жылдарынан бері өсімдіктерді топтап және жетілмеген торшаларды клондау кеңінен қолданылды. Вегетативті көбею және клондау кезінде гендер жыныстық көбею кездегідей ағымдарға бөлінбей толық құрамында көптеген ұрпаққа дейін сақталады. Бірегей клон топтарына жататың организмдер бірдей ген құрамы менұқсастығын сақтайды.

Клондаған жануарлардың бақытсыздықтары. Клондаған жануарлардың денсаулықтарының жағдайы қазірдің өзінде маңызды қорқыныш тудырады. Мысалы: Долли қозысы 6 жыл қиналып қойдын тек жарты өмірін сүрді. Оның Австралиялық егізі Матильда туылып, 2 жылдан кейін қайтыс болды, өзінің авторына бір қара қойды клондауына кедергі болды.

ДНҚ фрагменттерін Клондау

ДНҚ фрагменттерін Клондау оның бір ғана молекуласынан көптеген молекулаларды алуға мүмкіндік береді. ДНҚ тізбегі, негізінен, бактерияларда клондалады. Себебі, бактерияның геномына қосымша “бөгде” ДНҚ тізбегі жалғанғаннан кейін де, бактериялық плазмида немесе фагтар қалыпты өмір сүруін жалғастыра береді. Бұл жалғанулар – өзінің және “бөгде” ДНҚ-ның тізбекті (гибридті немесе химерлі) плазмидалардың немесе фагтардың түзілуіне әкеледі. Мұндай гибридті тізбектер бактерияларда бастапқы плазмидалар немесе фагтар сияқты екі еселенеді, сондықтан да олар көп мөлшерде болады. Бөгде фрагменттердің көшірмелері клеткалардан қайта таза күйінде бөлініп алынады. Осындай әдіспен қандай да болмасын ДНҚ тізбегін Клондауға болады. Бөгде ДНҚ-ы геномның инертті (сапалы) көшірілуіне мүмкіндік жасайтын болғандықтан, плазмиданы немесе фагты – клондаушы векторлар деп те атайды. Кез келген ДНҚ фрагменттерін Клондау үшін вектор есебінде лямбда фагы мен әр түрлі плазмидалар қолданылады. Құрамында клондалатын ДНҚ фрагменттері бар вектор бактерияның клеткаларын кальций иондарымен өңдегеннен кейін ғана ішіне ене алады. Бұл әдіс – “бөгде” ДНҚ фрагменттері бар белгілі клонды бактериялардың штаммдарын шығаруға және осы клондарды көп мөлшерде көбейтуге мүмкіндік береді. Толық түрдегі геномды Клондау үшін алдымен геномды қолайлы мөлшерде фрагменттерге бөледі. Сонан соң химерлі векторлар популяциясын түзу мақсатында фрагменттерді клондайтын векторға орналастырады. Мұндай клонданған фрагменттер жиынтығын геном кітапханасы немесе гендер банкі деп атайды. Мыс., дрозофила шыбыны геномының ұз. 15 – 20103 нуклеотидті жұпты фрагменттерін Клондау үшін тәуелсіз 40 000 клон керек (мұндағы жалпы геном ұз. 1,5108 жұпты нуклеотидке тең). Адамның толық геномдық кітапханасын құру үшін 800 000 клон қажет. Гендік кітапханада организмнің барлық тұқым қуалайтын ақпараттары жинақталған. Бірақ генетиктер геном кітапханасындағы клондардың қандай тізбекте кезектесіп орналасатындығын әлі толық анықтаған жоқ. Клондау немесе рекомбинантты ДНҚ технологиясы әдістері генетика және биотехнология ғылымдарына үлкен жетістік әкелді. Рекомбинантты ДНҚ әдістері медицина, ауыл шаруашылығы және химия технологиясындағы күрделі мәселелерді шешуге үлкен жол ашады.

Пайдаланған әдебиет

Қазақ Энциклопедиясы, 11 - том