მოლეკულურ-გენეტიკური კვლევისთვის აუცილებელია:
- დნმ-ის (ან რნმ)-ის თანამიმდევრობათა დიდი მოცულობები.
- უჯრედული მინარევებისაგან გასუფთავებული (დნმ-ის ან რნმ-ის) თანამიმდევრობები.
ამ ორი ძირითადი პრობლემის გადაჭრა შესაძლებელი გახდა მოლეკულური კლონირების და პოლიმერიზაციის ჯაჭვური რეაქციის (PCR) ტექნოლოგიების შემუშავების შედეგად.
მოლეკულური კლონირების პროცესი გულისხმობს, დნმ-ის სასურველი თანამიმდე-ვრობის გადატანას, რომელიმე უჯრედიდან მიკროორგანიზმის ერთეულ უჯრედებში. შემდეგ ზრდიან სუფთა არეზე, რომელთაც შემდეგ საკვებ არეში ათავსებენ და ზრდიან მიკროორგანიზმს საკუთარ დნმ-თან ერთად რეპროდუცირებს გადანერგილი დნმ-ის ფრაგმენტსაც. ამ მეთოდით შესაძლებელია დეტალური მოლეკულური ანალიზისთვის საკვლევი დნმ-ის ფრაგმენტის დიდი რაოდენობით სუფთა ფორმით მიღება.
რესტრიქციული ფრაგმენტები. მოლეკულური კლონირების მეთოდის განვითარებას ხელი შეუწყო 1970 წლის ბაქტერიული წარმოშობის რესტრიქციული ენდონუკლეაზების (მათ ხშირად რესტრიქციულ ფრაგმენტებს უწოდებენ) აღმოჩენამ. აღნიშნული ფრაგმენტები ამოიცნობენ დნმ-ში შესაბამის ორძაფიან უბანს და ამოჭრიან მას. მიღებული მცირე ზომის ფრაგმენტების სექვენირება და კლონირება კი გაცილებით ადვილია.
დღეის მაჩვენებლით გამოვლენილია 3500-ზე მეტი რესტრაქციული ფერმენტი. ისინი ამოიცნობენ და ჭრიან 4-6 ფუძისაგან შედგენილ დნმ-ის თანამიმდევრობებს, რომლებიც პალინდრომებს წარმოადგენენ. პოლიანდრომი კი იმას ნიშნავს, რომ ფუძეების თანამიმდევრობა 5′-3′ მიმართულებით წაკითხულ საიტში (ადგილში) ერთნაირია დნმ-ის ორივე ძაფში.
დღეის მაჩვენებლით გამოვლენილია 3500-ზე მეტი რესტრაქციული ფერმენტი. ისინი ამოიცნობენ და ჭრიან 4-6 ფუძისაგან შედგენილ დნმ-ის თანამიმდევრობებს, რომლებიც პალინდრომებს წარმოადგენენ. პოლიანდრომი კი იმას ნიშნავს, რომ ფუძეების თანამიმდევრობა 5′-3′ მიმართულებით წაკითხულ საიტში (ადგილში) ერთნაირია დნმ-ის ორივე ძაფში.
ვექტორები. ვექტორი წარმოადგენს დნმ-ის მოლეკულას, რომელსაც აქვს მასპინძელ უჯრედში ავტონომიური რეპლიკაციის უნარი. ვექტორის რეპლიკაციის გზით შესაძლებელია სასურველი დნმ-ის ფრაგმენტის განსაკუთრებით დიდი რაოდენობით მიღება. აქ გამოიყენება რეკომბინანტული დნმ-ის ტექნოლოგია: ხელოვნურად გენეტიური მანიპულაციების გზით მზადდება ბაქტერიული (ან სხვა) ვექტორის მოლეკულების კომბინირებული სტრუქტურა, რომელსაც მიკროორგანიზმთა ლაბორატორიულ ხაზებში განუსაზღვრელი დუბლიკაციის (გაორმაგების) უნარი აქვს.
პლაზმიდები. ვექტორად შეიძლება გამოვიყენოთ პლაზმიდა - რგოლური ორძაფიანი დნმ-ის მოლეკულა, რომელიც ბაქტერიებსა და საფუარში ქრომოსომის გარეთ რეპლიცირებს. ვექტორებად გამოსაყენებელ პლაზმიდებს იღებენ ბუნებრივად არსებული მოლეკულებიდან, რომლებიც პირველად აღმოაჩინეს ბაქტერიებში, ისინი მდგრადობას იჩენენ ანტიბიოტიკების მიმართ, რადგან ანტიბიოტიკების მიმართ მდგრადობის გენების მტარებლები არიან.
ლექსიკონი
კლონი – რეკომბინანტული დნმ-ის მოლეკულა, რომელიც შეიცავს გენს ან საკვლევი დნმ-ის თანამიმდევრობას.
რეკომბინანტული დნმ-ი – არის დნმ-ის ისეთი მოლეკულა, რომლის ბოლოებიც დნმ-ის სხვადასხვა წყაროდანაა წარმოშბილი. რეკომბინანტული დნმ-ი იქმნება ლიგაციის შედეგად. ლიგაცია კი გახლავთ ფოსფოდიეთერული ბმების ფორმირების პროცესი, რომლის დროსაც ფერმენტი დნმ-ლიგაზა დნმ-ის ორ (ორჯაჭვიან) მოლეკულას ერთმანეთთან აკავშირებს.
კლონირება – რეკომბინანტული დნმ–ის მიღების პროცესი.
მასპინძელი – ორგანიზმი, რომელიც გამოიყენება რეკომბინანტული დნმ–ის გამოსაყოფად და გასამრავლებლად.
მოლეკულური კლონირება – პროცესი, რომლის დროსაც დიდი რაოდენობით იღებენ კვლევისათვის საჭირო დნმ–ის ფრაგმენტების თანამიმდევრობებს. მოლეკულური კლონირებისთვის (ანუ იმისთვის, რომ მიიღონ კვლევისთვის საჭირო დნმ-ის ფრაგმენტის დიდი რაოდენობა) საჭიროა რომელიმე უჯრედიდან დნმ-ის საკვლევი თანამიმდევრობის გადატანა მიკროორგანიზმის ერთეულ უჯრედში. შემდეგ ეს მიკროორგანიზმები იზრდებიან და მრავლდებიან – წარმოქმნიან კოლონიას. გამრავლებისას ის საკუთარ დნმ-თან ერთად აპროდუცირებს გადანერგილი დნმ-ის ფრაგმენტსაც. კოლონიის შემადგენლობაში შემავალი თითოეული მოკროორგანიზმი ერთი საწყისი უჯრედიდან მიიღება და იდენტურ დნმ-ის სეგმენტს შეიცვას ასეთ კოლონიას კლონს უწოდებენ. თვითონ ეს პროცესი კი, როგორც უკვე აღვნიშნეთ მოლეკულური კლონირებაა. მოლეკულური კლონირების მიზანია, გარკვეული გენის ან დნმ–ის რომელიმე თანამიმდევრობის დიდი რაოდენობით გამოყოფა შემდგომი შესწავლის მიზნით.
ზონდი – კლონირებული დნმ–ის ან რნმ–ის მოლეკულა.
პლაზმიდები – რგოლური ორძაფიანი დნმ-ის მოლეკულა, რომელიც ბაქტერიებსა და საფუვრებში ქრომოსომის გარეთ რეპლიცირდება. მას ხშრად იყენებენ როგორც ვექტორს. ასევე აღსანიშნავია, რომ პლაზმიდები ანტიბიოტიკების მიმართ მდგრადობის გენებს ატარებენ.
ვექტორი – დნმ-ის მოლეკულა, რომელშიც კლონირებულია საკვლევი გენი ან დნმ-ის ფრაგმენტი.
ჩანართი – უცხო დნმ-ის ფრაგმენტი, რომელიც კლონირებულია გარკვეულ ვექტორში.
ოლიგონუკლეოტიდი – ნუკლეინის მჟავას მოლეკულა, რომლის სიგრძე ვარირებს რამდენიმე ერთეული ფუძეთა წყვილიდან - რამდენიმე ათეულ ფუძეთა წყვილამდე.
პრაიმერები (PCR–ისთვის) – ორი ოლიგონუკლეოტიდი, განლაგებული სამიზნე თანამიმდევრობის ორსავე მხარეს, ისე, რომ ერთი პრაიმერი კომპლემენტარულია ორძაფიანი დნმ–ის მოლეკულის ერთი ძაფის სეგმენტის, მეორე კი – მეორე ძაფის სეგმენტის.
ჰიბრიდიზაცია – ორი კომპლემენტარული ერთძაფიანი ნუკლეინის მჟავას მოლეკულისგან – ერთი ორძაფიანი მოლეკულის მიღების პროცესი.
ლექსიკონი
კლონი – რეკომბინანტული დნმ-ის მოლეკულა, რომელიც შეიცავს გენს ან საკვლევი დნმ-ის თანამიმდევრობას.
რეკომბინანტული დნმ-ი – არის დნმ-ის ისეთი მოლეკულა, რომლის ბოლოებიც დნმ-ის სხვადასხვა წყაროდანაა წარმოშბილი. რეკომბინანტული დნმ-ი იქმნება ლიგაციის შედეგად. ლიგაცია კი გახლავთ ფოსფოდიეთერული ბმების ფორმირების პროცესი, რომლის დროსაც ფერმენტი დნმ-ლიგაზა დნმ-ის ორ (ორჯაჭვიან) მოლეკულას ერთმანეთთან აკავშირებს.
კლონირება – რეკომბინანტული დნმ–ის მიღების პროცესი.
მასპინძელი – ორგანიზმი, რომელიც გამოიყენება რეკომბინანტული დნმ–ის გამოსაყოფად და გასამრავლებლად.
მოლეკულური კლონირება – პროცესი, რომლის დროსაც დიდი რაოდენობით იღებენ კვლევისათვის საჭირო დნმ–ის ფრაგმენტების თანამიმდევრობებს. მოლეკულური კლონირებისთვის (ანუ იმისთვის, რომ მიიღონ კვლევისთვის საჭირო დნმ-ის ფრაგმენტის დიდი რაოდენობა) საჭიროა რომელიმე უჯრედიდან დნმ-ის საკვლევი თანამიმდევრობის გადატანა მიკროორგანიზმის ერთეულ უჯრედში. შემდეგ ეს მიკროორგანიზმები იზრდებიან და მრავლდებიან – წარმოქმნიან კოლონიას. გამრავლებისას ის საკუთარ დნმ-თან ერთად აპროდუცირებს გადანერგილი დნმ-ის ფრაგმენტსაც. კოლონიის შემადგენლობაში შემავალი თითოეული მოკროორგანიზმი ერთი საწყისი უჯრედიდან მიიღება და იდენტურ დნმ-ის სეგმენტს შეიცვას ასეთ კოლონიას კლონს უწოდებენ. თვითონ ეს პროცესი კი, როგორც უკვე აღვნიშნეთ მოლეკულური კლონირებაა. მოლეკულური კლონირების მიზანია, გარკვეული გენის ან დნმ–ის რომელიმე თანამიმდევრობის დიდი რაოდენობით გამოყოფა შემდგომი შესწავლის მიზნით.
ზონდი – კლონირებული დნმ–ის ან რნმ–ის მოლეკულა.
პლაზმიდები – რგოლური ორძაფიანი დნმ-ის მოლეკულა, რომელიც ბაქტერიებსა და საფუვრებში ქრომოსომის გარეთ რეპლიცირდება. მას ხშრად იყენებენ როგორც ვექტორს. ასევე აღსანიშნავია, რომ პლაზმიდები ანტიბიოტიკების მიმართ მდგრადობის გენებს ატარებენ.
ვექტორი – დნმ-ის მოლეკულა, რომელშიც კლონირებულია საკვლევი გენი ან დნმ-ის ფრაგმენტი.
ჩანართი – უცხო დნმ-ის ფრაგმენტი, რომელიც კლონირებულია გარკვეულ ვექტორში.
ოლიგონუკლეოტიდი – ნუკლეინის მჟავას მოლეკულა, რომლის სიგრძე ვარირებს რამდენიმე ერთეული ფუძეთა წყვილიდან - რამდენიმე ათეულ ფუძეთა წყვილამდე.
პრაიმერები (PCR–ისთვის) – ორი ოლიგონუკლეოტიდი, განლაგებული სამიზნე თანამიმდევრობის ორსავე მხარეს, ისე, რომ ერთი პრაიმერი კომპლემენტარულია ორძაფიანი დნმ–ის მოლეკულის ერთი ძაფის სეგმენტის, მეორე კი – მეორე ძაფის სეგმენტის.
ჰიბრიდიზაცია – ორი კომპლემენტარული ერთძაფიანი ნუკლეინის მჟავას მოლეკულისგან – ერთი ორძაფიანი მოლეკულის მიღების პროცესი.
No comments:
Post a Comment