Клеткалық биотехнология СӨЖ

0
572

                                      Жоспар 

Кіріспе………………………………………………………………………………………………………3 

І. Клеткалық инженерия жайлы жалпы түсінік………………………………………4

І.1 Клеткалық инженерияның маңыздылығы…………………………………………5

 ІІ Клеткалық инженерия негізінде биотехнологиялық өнімдер алу………………………………………………………………………………………………..9

ІІ. 1 Өсімдік клеткасының нженериясы……………………………………………….10

ІІ. 2 Жануарлар клеткасының инженериясы…………………………………………13

 ІІІ. Адам және жануарлардың клеткалық дақылдарын биотехнологияда пайдалану………………………………………………………………………………………………..15 

Қорытынды……………………………………………………………………………………………Кіріспе

     Баяндама тақырыбы: Клеткалық биотехнология.

Клеткалық инженерия – клеткаларды өсіру, оларды будандастыру және қайта құрастыру арқылы клетканың мүлдем жаңа типін жасау әдістерінің негізінде қалыптасқан биотехнологияның саласы. Клеткаларды жасанды жолдармен будандастырғанда, сомалық (жыныстық емес) клеткаларды бір – біріне қосқанда геном түзіледі. Будандастырудың бұл тәсілінің мәні мынада: аталық және аналық клеткалары ретінде жыныстық клеткалар (гаметалар) емес өсімдіктің дене (сомалық) клеткалары қосылады. Олардың алдын – ала протопластарын бөліп алады, белгілі жағдайда олар бір – бірімен құйылысады. Пайда болған сомалық будан клеткадан кейін регенерация арқылы будан өсімдіктер өсіп шығады.

Клетка инженериясының негізін сома клетклардың гибридизациясы – қосылуы құрайды. Жануарлар сома клеткаларының организмнен тыс ортада қосылу қабілеттілігін алғаш рет 1960 жылы Ж. Барский байқады. Мұндай қосылудың нәтижесінде гибридтік клеткалар типі түзіледі, олардың ядросында бастапқы клеткалар хромосомалардың қосындысына тең хромосомалар саны болады. Егер культураға кейбір заттарды, мысалы полиэтиленгликол немесе инактивацияланған вирустарды қосса, онда гибридтік клеткалардың түзілуі өте жоғары жиілікпен өтеді. Осындай мақсатпен Сендай вирусы өте жиі қолданылады. Олардың клетка рецепторларымен байланыса алатын бірнеше ерекше бөліктері бар, сондықтан бір мезгілде екі клеткамен байланыса алады. Жалпы вирустың мөлшері өте ұсақ болғандықтан клеткалар өте тығыз жақындасады.

 

І. Клеткалық инженерия жайлы жалпы түсінік

Клеткалық инженериясы – клеткаларды өсіру, оларды будандастыру және қайта құрастыру арқылы клетканың мүлдем жаңа типін жасау әдістерінің негізінде қалыптасқан биотехнологияның саласы. Клетка инженериясы сома (дене) клеткаларын будандастыруға, яғни жынысқа қатысы жоқ клеткалардың қосылып біреұеас бірлік беруіне негізделген. Клеткалардың қосылуы толық немесе жартылай, яғни клетка  —  рецепиент донор клеткасының цитоплазмасын, митохондрияларын, хлоропластарын, ядроның геномын немесе оның кесек бөлшектерінқабылдауы мүмкін.

Генетикалық информацияның азғана бөліктерін беру генетикалық инженерия әдістері арқылы жүзеге асырылады. Жыныстық шағылыстыруға қарағанда сомалық будандастыру филогенездік жағынан бір – бірінен алыс түрлерді қосуға кең мүмкіншілік береді. Осы әдіспен әртүрлі өсімдіктердің клеткасын бірімен – бірін қосып қалыпты будандар, мысалы, темекі мен картоптың, капуста мен турнепстің т. с.с. алынды.

Будан клеткалар ұзақ уақыт бойы өсіп — өнеді, бірақ түраралық сиымсыздық сомалық будандастыруда да кездеседі. Біраз уақыт өткеннен кейін клеткалар культурасында екінші түрдің хромосомаларын жоғалтқан өркендер пайда болады. Мысалы, адам мен тышқан клеткаларының буданы клетканың жүз рет бөлінуінен кейін адамның хромосомаларын мүлде жоғалтады.

Сомалық будандастырудың негізінде антиденелер шығаратын гибридомалық технологиясы жасалды. Бұл технология бір өркенді (моноклонды) антиденелер алуға мүмкіндік берді.

І. 1 Клеткалық инженерияның маңыздылығы

Клетка инженериясының мүмкіндіктері мен сәттіліктері генетикалық инженериясынан қарапайым болып келеді. Бірақ соңғы оң жылда бұл салада ғылымға көптеген жаңалықтар енуде, әсіресе эмбриондарға жасалған тәжірибелерді айтуға болады. Бұл тәжірибелер арнайы практикалық нәтиже берді, өсімдік клеткаларын культивациялау сияқты. Жануар клеткаларын кул ьтивациялау жетпіс жыл көлемінде жасалып келеді. Ортаның құрамы мен ерекше белок түрлері культурадағы клеткалар қалыпты көбеюіне ықпал етеді. Бірақ трансформальды клеткалар бұл факторларсыз – ақ көбейеді. Қазір көп клеткалардың көп көлемде культивациялауға жағдай жасалған. Клетка инженериясы соматикалық гибридизация клеткасы пайда болғаннан кейін яғни культурада 2 әртүрлі клеткалардың қосындысын айтамыз. Бұл клеткаларда кішкене клеткалық мембрананы бұзғанда көрінеді. Бұрын мұндай құбылысты сондай вирусты тудыратын, қазір мұндай уақытша жағдайды химиялық қосылыстар тудырады. Бір ағзаның әртүрлі клеткалары қосылуы мүмкін. Басында қосылған клеткалар 2 әртүрлі ядросы бар 1 үлкен клетканы құрайды. Бұл клеткаларды гетерокарион деп атайды. Оларды клеткалық бөлінудегі факторды анықтауға қолданады. Қосылған клеткадағы біреуінде ДНК синтезі басталса, екіншісінде де осы процесс қатар жүреді. Екі ядро бөлінуге бір уақытқа түседі, хромосомалары араласады, нәтижесінде бір гетерокарион екі клеткаға бөліну барысында, әрбір клеткада бір ядродан оның ішіне екі түрдің хромосомалары кіреді. Бұл клеткалар – синкариондар – тышқан мен егеуқұйрық, мысық пен ит немесе адам мен тышқан гибриді болуы мүмкін. Соңғы вариантта, адам хромосома сандары гендік локализация зерттеулерінде және геннің арақатынасында қолданады.

Клеткалық мембранаға немесе сыртқы қабығына әсер ететін зат қолданып, қазір күрделі комбинацияға алуға болады. Олар: ядролы және ядросыз клеткалар, ядроны бір клеткадан екінші клеткаға ауыстыру. Мұның бәрі бір клеткаға ғана емес, микрохирургияда миллиондаған клеткаға жасалынады. Бірақ клеткалық инженерияда жануарларға қатысты үлкен мәселе бар – оларға культивация жасай беруге болады, бірақ ересек организм өсіруге болмайды. Өсімдіктерде кері процесс жүреді.

Өсімдік клеткасын культивациялау жануарлардан кейін жасалды. Бұл тәжірибелердің іске асуы, арнайы ферменттердің көмегімен өсімдік клеткаларын тығыз целлюлозақабаттарынан босатады. Бұл целлюлозалық клеткаларды жануарлар клеткасы сияқты культивациялап соматикалық гибрид ашып, бөтен ДНК енгізуге болады. Жануарларға қарағанда өсімдік протопластары қолайлы жағдайда тығыз бөлік – каллус тудырады, кейін ол дифференцияланады. Одан бұтақ, жапырақ, тамыр кейін гүл пайда болады, яғни толық түрде өсімдік  өседі. Мұндай жолмен өсімдіктер арасындағы гибрид алуға болады, будандаспайтын өсімдіктерді вирустардан босатып, оған басқа гендерді енгізуге болады.

Өкінішке орай протопласты астық тұқымдастан толық өсімдік өсіруге болмайды. Ұлпалы өсімдік культурасынан 70 жылдары селекция қарқынды дамыды. Басты практикалық нәтижелер пальма, картоп селекциясынан, цитрустардан алынды. Жануар клеткаларының бірігуі монокланальды антидененің ашылуына негіз болды. Иммунитетті анықтайтын ақуыз молекулалары лимфоциттерде синтезделеді де қанға өтеді. Әрбір лимфоцитте иммуноглобулиннің бір түрі синтезделеді, ол организмге түскен бөтен ақуызбен байланысады. Лимфоциттер культура ұлпасында көбеймейді, сондықтан осы  уақытқа дейін көп мөлшерде антидене түрі алынбаған. Қазір бұл қиындықтар артта қалды. Егер лимфоцитті тез бөлінетін миелин клеткасымен қосса, ата – анасының қасиетін біріктірген гибрид пайда болады. Бұдан клеткалар клоны пайда болып, тез бөлінетін синтезделетін лимфоцит тәрізді антидененің бір түрі алынады. Лимфоциттан алынған культура (клон) антидененің бір түрі басқа бір белокқа қарсы шығады. Мұндай антиденелерді, лимфоцит клонынан бір белокты байланыстыратын заттарды моноклональды деп атайды. Қазір олар ғылыми – зерттеулерде көп қолданумен қатар, практикалық тұрғыда – медицинада, таза белок өндірістерінде пайдаланылады. Егер моноклональды антидене химиялық тұрғыда тасымалдаушыға бекітілетін болса, мысалы полимер шарларына, онда ол иммуносорбентке айналып, ақуыз түрінің біреуін кірлі жерден тазартып алады. Моноклональды антиденелердің көмегімен медицинада ерте және тез ауру түрлерінің диагностикасын оның ішінде ісік ауруларын анықтайды. АҚШ – та осы жолмен өкпе рагін, ішек – қарын жолдарының, ұйқы безі ауруларына диагностика жүргізіледі. 1987 жылы 500миллион долларға антидене жасалған, ал оның көлемі  1990 жылы 2 млрд. долларға дейін көбейді. Іске қарсы иммуноглобулиндарды радиоактивті иодпен тығыз байланыстырып аз мөлшерде ауру адамға қауіпсіз доза шығарады. Денеде радиоактивті заттардың пайда болуы ісіктегі метастазаның өршуіне байланысты. Жоғары активті моноклональды антиденелерді ісікті емдеуге қолданады. Антиденеге токсикалық топтарды қосып, сол жолмен рак ауруына иммунотоксиндарды алу жолы қарастырылады. Олардың иммундық жүйелері тек ісік клеткаларымен байланысады, ал радиоактивтілік немесе токсикалық құрамы организмнің қай жерінде болса да ісік клеткаларын тауып алып жайып жібереді.

Клеткалық инженерияның өзіндік және негізгі бағыты бастапқы эмбриональды стадиямен байланысты. Ең қарапайым түрі – жұмыртқалардың пробиркада ұрықтануы. Ауыл шаруашылық жануарларында гормонды инфекция көмегімен бір сиырдан он шақты жұмыртқа клеткасын алып, жасанды жолмен ұрықтандырып басқа сиырлардың жатырына енгіздіріп бір асыл тұқымдыдан 10 есе көп тұқым түрі алынды. Қиын тәжірибелердің бірі — бұл екі генетикалық әртүрлі тышқандарды даму кезеңінің ең төменгі стадиясының дауында күрделі тәжірибелері жүргізіледі. Нәтижесінде екі түрлі клеткалардан тұратын ұрық пайда болады. Одан «гибридті», мозайкалы жануар туындайды. Бұл тәжірибелер көптеген сұрақтарға жауап береді. Соматикалық  ядроларды ересек жұмыртқа клеткаларына енгізу тәжірибелері көп нәтиже берді. Бұл тәжірибелер амфибий жұмыртқаларына жүргізілген. Егер ядросыз жұмыртқаға жаңа стадиядағы ұрықтың ядросы енгізсе, ол одан итбалыққа содан кейін ересек бақаға айналады. Яғни, барлық жағдайда да эмбриональды стадиялардың ерте кезінде ядро гендер жиынтығын құрайды. Оларды ауыстыру кезінде ядро жұмыртқаға жаңа организмнің өсіп өнуіне бастау береді. Соңғы стадиясында нәтиже нашар берілді. Қалыпты жұмыртқа дамуында ересек ағзадан алынған ядроны енгізсе  даму сатылары қиындай түседі. Сонымен қатар амфибиялардан тәжірибе жасауда ересек бақалар алынбаса да, итбалықтар алынады. Бірақ, сүтқоректілерге жасалған мұндай тәжірибелер нәтижесіз болып келеді.

Барлық мәліметтерге қарағанда ересек ағзаның ядросында да гендердің толық жиынтығы жиналған. Сондықтан бұл ядродан сүтқоректінің сау бір организм өсіп шығады. Теориялық тұрғыда бұл жануардан ядро алып, ядросыз жұмыртқаға енгізуге болады. Егер мұндай тәжірибе іске асса, жануарлардың клондау жұмысы іске асырылуы мүмкін. Ядро алынған организмен генетикалық құрамыда ұқсас болуы керек.

ІІ. Клеткалық инженерия негізінде биотехнологиялық өнімдер алу.

Клетка инженериясы негізіндегі ең перспективалы биотехнлолгиялық бағыт моноклонды алу. Моноклонды антизаттар өздерінің қасиеттері бойынша біркелкілікпен сипатталады және тек жалғыз ғана антигенмен байланыса алады. Осыған орай моноклонды антизаттардың вирустар, бактериялар, саңырауқұлақтар, токсиндер, аллергендер және қатерлі ісіктер қоздыратын ауруларды тану және емдеу үшін үлкен практикалық маңызы бар.

Гибридомалар технологиясы негізінде моноклонды антизаттар алу сома клеткалардың гибридизациясына негізделген.

Моноклонды антизаттарды әр түрлі ауруларды диагностикалау үшін қолданылады. Әр түрлі рак, ҚИЖС, гепатит, оба т.б. көптеген ауруларға диагноз қоюда моноклонды антизаттар кең практикалық қолдану алуда. Гибридомалар технологиясының ветеринария үшін маңызы ұлғая түсуде. Мысалы, ірі қараның р24 лейкемия вирусы белогына қарсы моноклонды антизаттар синтездейтін клеткалар культурасы алынды. Қазіргі кезде моноклонды антизаттар алу технологиясы мен 500 – ден компаниялар айналысады. Олар құны 500 млрд долларға жуық биотехнологиялық өнім — моноклонды антизаттар өндіреді.

Биология ғылымдарының жаңа жетістіктерінің арасынан биотехнологиялық әдіс ретінде қолданылуы және болашақтағы мүмкіндігі бүкіл әлем ғалымдыратын аса қызықтыратын екі күрделі әдіс бар: 1) Өсімдіктер клеткасының биотехнологиясы; 2) Жануарлар клеткасының биотехнологиясы.

ІІ. 1 Өсімдік клеткасының инженериясы

Өсімдік клеткаларын өсіру деген термин соңғы кезде кең мағыналы ұғымға айналып кетті. Бұл ұғым барлық in vitro жағдайында өсірілетін объектілерді, атап айтқанда, клеткалар мен протопластарды, ұлпаларды, жеке мүшелерді, ұрықтарды және регенерант өсімдіктерді қамтиды. In vitro деген термин клеткалар жасанды ортада асептикалық жағдайда өсірілетінін белгілейді. In vivo деген термин тіршілік әрекетіне тән процесстерді организмде өтетінін көрсетеді. Регенерант өсімдік деген термин in vitro жағдайында пайда болған бүтін өсімдікті белгілейді. өсімдіктен бөлініп алынған клеткаларды, ұлпаларды, мүшелерді жасанды қоректік ортада тек қана залалсыздандырылған (асептикалық) жағдайда өсіруге болады. Өсімдіктің бөлігін, оны эксплант деп атайды, қоректік ортасы бар Петри табақшасына, немесе пробиркаға, колбаға салады. Біраз уақыт өткен соң, экспланттың құрамындағы кейбір клеткалар бөліне бастайды. Соның нәтижесінде жаңа клеткалар саны көбейеді, ұлғая келіп каллус ұлпасы пайда болады. Каллус деген ұлпаның ерекше түрі, клеткалардың ретсіз бөлінуі нәтижесінде пайда болады.

Теория тұрғысынан алып қарағанда қай өсімдіктің қандай да болса клеткасының нақтылы бір жағдайда өсіп, дамуы арқылы бүтін өсімдікке айналуына қабілеті бар. Бұл тотипотенттік қасиет деп аталады (1 — сурет). Тотипотенттік қасиет – жасанды жағдайда (in vitro) клетканың өзіне тән генетикалық информациясын толығымен жүзеге асыруы, соның арқасында дифференциялану процесін және тұтас организмнің дамуын (регенерацияны қамтамасыз етуі).

XІX ғасырдың аяғында өсімдіктердің бөлшектері мен жеке – дара мүшелерін алғашқы өсіре бастаған неміс ғалымдары еді. Мысалы, К. Рехингер және Х. Фехтинг бүршіктерді, тамырлар мен сабақтардың кесінділерін дымқыл құмда өсіруге тырысты. Кейбір тәжірибелерде клеткалар бөліну арқылы каллустар пайда болған. Бірақ каллустардың қоректенуі қамтамасыз етілмеген соң олар әрі қарай өсе алмаған, кейін шіріп кеткен. Дегенмен, бұл тәжірибелерді сәтсіз деп есептеуге болмас. Керісінше, ғылымның дамуы үшін олардың маңызы өте зор. Басты нәтиже – «клетканы организмнен тыс өсіру» деген ой – қиял туды. Бұл қиял кейінгі зерттеушілер үшін ұшқыр арманға нақтылы мақсатқа айналды, мыңдаған тәжірибелерге түрткі болды.

Клеткаларды өсірудің негіздерін бірінші болып 1902 жылы анық қисынға келтірген Г. Габерландт еді. Ол бірқатар жабық тұқымды өсімдіктердің жапырағынан бөлініп алынған паренхима клеткаларымен жұмыс істеді. Қоректік орта ретінде органикалық заттар (сахароза, аспарагин, пептон) қосылған минералды тұздардан тұратын Кноп ерітіндісін пайдаланды. Г. Габерландт өсімдіктің әрбір тірі клеткасы тотипотентті болады деген гипотезаны ұсынды. Оны дәлелдеу үшін жеке клеткадан ұлпа өсіріп, одан өсімдік шығаруға тырысты. Дегенмен өзінің даналық болжамын тәжірибе арқылы дәлелдей алмады. өйткені ол жұмыс істеген объектілер тәжірибе жасауға жарамсыз еді. Атап айтқанда, активті бөліну қасиетінен айырылған және эмбриональді өсу жағдайын жоғалтқан маманданған кәрі клеткаларды алып еді. Кейінірек мәлім болғандай клеткалардың тотипотенттілік қасиетін жүзеге асыру үшін меристемалық және жас ұлпалардың клеткаларын алу керек еді.

Клетка өсіруде айтарлықтай табысқа 1922 жылы Германияда В. Котте және АҚШ – та В. Роббинс қатар, бір мезгілде ие болды. Олар өсірген тамырдың ұшында және бүршіктерде меристема ұлпалары мол болған. И. Котте бұршақ пен жүгері тамырларының ұшын өсіргенде қоректік орта ретінде глюкоза, кейбір амин қышқылдары мен пептон қосылған сұйық Кноп ерітіндісін қолданған. Ал В. Роббинс болса, қоректік ортаға солармен қатар ашытқының экстрактын қосқан. Он жылдан кейін Ф. Уайт АҚШ – та көптеген зерттеулер жүргізіп, томат ұлпаларын өсіруде өте жақсы нәтижеге жетті.

Сонымен 1930 жылдары Ф. Уайт өткізген осы тәжірибелері және француз ғалымы Р. Готренің сәбіздің және талдың камбий ұлпаларымен жүргізген жұмыстары өсімдіктер клеткаларын өсіру әдістерінің қазіргі кезеңдері жетістіктерінің негізін қалады. Ф. Уайт томат тамыры ұштарынан шыққан каллусты отыз жылға таяу үзбей өсірді. Р. Готре сәбіз тамырын камбий мен флоэмасынан алынған каллустарды одан да ұзақ өсірді. Ол қоректік ортаға ауксин қосып, оның камбий клеткаларының жылдам бөлінуіне әсер ететіндігін көрсетті. Сөйтіп, Ф. Уайт пен Р. Готренің жаңа әдістің қалыптасуына қосқан үлестері орасан зор.

Американдық ғалым Ф. Скук құрамында минералды тұздар, көмірсулар, витаминдер бар қоректік ортада темекі сабағының кесінділерінің өсуін зерттеді.

Клеткаларды өсірудің келесі кезеңі, ағылшын ғалымы Э. Кокинг жұмыстарымен байланысты. Ол 1961 жылы томат тамыр клеткаларының қабықшаларын бірінші болып ферментативті гидролизбен ыдыратып, протопластарды бөліп шығарды. Бұрынғы совет одағында өсімдік клеткаларын өсіру жөніндегі зерттеулер 1944 жылы Москвадағы Өсімдіктер физиологиясының институтында Н. А. Максимовтың және А. А. Прокофьевтің жетекшілігімен басталды. Одан кейін бұл жұмыстарды Р. Г. Бутенко ойдағыдай жалғастырып, өсімдіктер биотехнологиясының советтік мектебін құрды. Биотехнологияда микроорганизмдер, өсімдік клеткалары, гендік және клеткалық инженерия әдістерімен істелген жасанды тіршілік формалары пайдаланылады. Өсімдік клеткаларын өсіру негізінде өнеркәсіпке және ауыл шаруашылығына қажет жаңа технологиялар жасалды. Сонымен, өсімдік клеткаларын in vitro жағдайында өсіру лабораториялық әдістен өсімдік битехнологиясы деген жаңа саланың теориялық және технлолгиялық негізіне айналды.

ІІ. 2 Жануарлар клеткасының инженериясы

Жануарлар клеткалары – билогиялық белсенді заттар өндірушілер. Қазіргі кезде ғылым мен практикаға маңызды белоктарды кодтайтын (құпиялайтын) көптеген гендер өркендері (клондары) алынған. Осындай гендерді жануарлар клеткаларына тасымалдап орналастыру арқылы биологиялық белсенді белоктар алуға болады.

Иммунологияға негізделген биотехнологияның кең тарап келе жатқан тармағы – иммунобиотехнология деп аталады. Бұл тармаққа әр түрлі індетті ауруларды жан – жақты зерттеуге арналған тест жүйелерді (диагностикумдарды) дайындау поликлондық (көп өркенді) және моноклондық (бір өркенді) вакциналарды шығару жатады.

Моноклондық антиденелер – клеткалардың бір өркенінен синтезделетін иммуноглобулиндер. Моноклондық (өркендік) антидене антиген молекуласындағы бір ғана антигендік анықтағышпен (детерминантамен) байланысады. Андинелерді алу үшін ерте кезден үй қояндары, ешкілер, қойлар қолданады. Қан құрамына бөгде белок – антигеннің кіріуіне иммундық жүйе В – лимфоциттерді көбейту арқылы әсер етеді, ал В – лимфоциттерде антиденелер шығара бастайды. Антигеннің үстінде әдетте бірнеше белсенді учаскелер (белсенді анықтағыштар) бар, олар әрқайсысы қарсы антиденелердің пайда болуына итермелейді. Осы жағдайда әрбір В – клетка және оның ұрпақтары антиденелердің бір ғана түрін шығаруға мамандалады. Осының салдарынан көптеген антиденелер түзетін В – клетка түрлері пайда болады, олардың саны антигендегі детерминанттар санына тең. Нәтижесінде қаннан алынатын антисарысудың құрамында әр түрлі детерминанттарға қарсы антиденелер қоспасы болады. Мұндай антиденелерді полиспецификалық (көп жақты) немесе жиірек – поликлондық (көп өркенді) деп атайды.

Дәстүрлі әдіспен моноспецификалық немесе моноклондық деп аталатын антиденелерді алуға болмайды. Ол үшін антиденелер қоспаларын ажырату немесе В – клеткаларды жеке түрлерге бөлу керек. Бұл мәселені 1975 жылы Георг Келлер және Цезарь Мелштейн гибридомалар жасау әдісі арқылы шешті.

Гибридомалық технология – ісік клеткаларымен В – лимфоциттерді қосу негізінде клеткалық будандарды немесе гибридомаларды алу әдісі. Ісік (рак) клеткалары лимфоциттерге организмнен тыс шексіз көбею қасиетін және олардың культуралық (өсірілетін) ортасына антиденелерді бөліп шығаруын қадағалайды. Гибридомаларды организмнен тыс жағдайда өсіргенде әрбір будан клеткадан ерекше өркен моноклондық (бір өркендік) антидене алуға болады (моно өркендік антиденелер антигеннің бір ғана түріне «маманданған»). Сонымен, гибридомалар дегеніміз өлшеусіз өсе беретін бір өркенді (моноклондық) антиденелер өндіретін клеткалар өркендері.

Моноклондық антиденелерді алу және оларды қолдану – қазіргі иммунологияның зор жетістіктерінің бірі. Олардың көмегімен кез келген иммуногендік денені (затты) анықтауға болады. Медицинада изотоптармен немесе басқа әдістермен белгіленген моноклонды антиденелерді ракты диагностикалауға және залалды ісіктің орналасқан жерін анықтауға, миокард инфарктін диагностикалауға қолдануға болады. Әр түрлі  аурулардың қоздырғыштарына: безгек, трипаносомос (су ауруы), лейшманиоз, токсоплазмоз және т.б. моноклонды антиденелер алынған. Ғалымдардың пікірінше жуық арада ауруларды анықтауда (диагностика) моноклонды антиденелер басты роль атқаруы тиіс. Емдеу жұмысында (терапия)  моноклонды антиденелерді дәрі – дәрмектермен (мысалы, улы заттармен) қосып, антиденелердің ерекше қасиетін пайдалана отырып, ол заттарды тікелей рак клеткаларына немесе патогенді микроорганизмдерге жеткізу арқылы емдеу нәтижелігін арттыуға болады. Моноклонды антиденені (Н – антигенге қарсы) ірі қара малдың жатырға дейінгі өсіп — өну деңгейінде жынысын анықтауға, сондай – ақ органдарды трансплантациялауда тканьдарды сұрыптау (стандарттау) әдісінде вирустардың, аурулардың қоздырғыштарының антигендік карталарын зерттеуде қолдануға болады.

ІІІ. Адам және жануарлардың клеткалық дақылдарын биотехнологияда пайдалану

Биотехнологияда адам және жануарлар клеткаларын пайдаланудың кезеңі 1949 жылдан басталады. Ол кезде америкалық бір топ ғалымдар Эндерс, Уоллес және Роббинс адам ұрығының бұлшық ет және тері клеткаларының дақылдарына полиомелит вирусын өсірген. Соңынан вирустарға көбірек адам ұрығының және ересек маймылдың бүйрек клеткалары, тауық эмбрионының амниотикалық қабығы өзіне тиіс қабылдағыш болып келетіні анықталды. Эксперименттік зерттеу жұмыстарының барысында әрдайым дақылда болатын, егілетін клеткалар линиялары алынды. Мысалы, жатыр мойнының карцинома клеткалары (Hela), хомяктардың эмбриондарының бүйрек клеткалары (ВНК — 21), жасыл мартышкалардың бүйрек клеткаларын (Vero) айтуға болады. Олар әлемде көптеген лабораторияларда вирустарды бөліп алуда және таза вирустық препараттар өндіруде, вирустық инфекцияларды зерттеуде, оларды профилактикасы мен емдеу шараларына вакцина дайындау үшін пайдаланылады. Егілетін клеткалық дақылдарды алғанға дейін біріншілік клеткалар дақылдарында өсірілді. Бірақ, жаңа әдіс вирустарды таза күйінде бөліп алумен қатар, диагностикалық және профилакториялық вакцина дайындау үшін қажетті вирустық материалдарды үлкен масштабта өндіруге мүмкіндік туғызады. Қазіргі кезде қиял ретінде көрінетін, ал болашақта адамның өзін қолдану мәселесі биотехнология шеше алу мүмкіншілігін уақыт көрсетеді.

Адам және жануарлардың клеткалық дақылдарын басқада бағалы заттарды алуда пайдалану, дифференцияланған клеткаларды дақылдау, егілетін клеткалардың тұрақсыздығы сияқты мәселелерді шешумен байланысты. Сондықтан, қазіргі кезде клеткалық дақылдарды биотехнологияға жетістікпен енгізілген мысалдардың саны өте кем. Мысал ретінде, адам және тышқан клеткаларының суспензиялық дақылдары арқылы антивирустық гликопротеид – интерферонын, сонымен қатар тәжірибе жүзінде адам, өгіз және шошқа ұйқы безінің бетта клеткасының егілетін линияларын пайдалану арқылы инсулин гормонын өндіруді айтуға болады.

Клеткаларды дақылға айналдыру процесінде клеткалар аралық байланыстар бұзылып, механикалық зақымдаудың нәтижесінде, клетканың беті өзгеріске ұшырайды, сондықтан, клеткалық дақылдар әдісінің әрі қарай жетілуі, клеткалардың организмдегі жағдайын ескере отырып, дақылдау жағдайларын оптимизациялау және стабилизациялау әдістерін өңдеумен байланысты болады. Клеткалар дақылдары бағалы фенотиптік белгілерін ұзақ уақыт аралығында сақтап қалуы да шешімді талап ететін мәселелердің бірі болып табылады. Осындай шешімнің бір жолы – қалыпты дифференцияланған және трансформацияланған клеткаларды біріктіру нәтижесінде түзілген, гибридті клеткаларды алу болып табылады. Мысалы, қалыпты лимфоциттері мен миеломды клеткаларды біріктіруден алынған гибрид дақылдануы процесінде шексіз өсуге және белгілі антиденелер синтездеуге қабілетті болып келеді.

Гибридомды әдіс – бір ғана антигенді детерминантқа қарсы бағытталған және жоғары спецификалық, бір клетканың ұрпағы түзетін, моноклонды антидене өндірісі, биотехнологияда маңызды орынды иеленуде. Моноклонды антиденелер ферменттер мен белоктардың полиморфизмін, өсуді реттеу механизмін және соматикалық клеткаларды пролиференциясын, сәйкессіздіктің антигендерін, дифференцияланған клеткалардың әр түрлі типін сипаттайтын, антигендерді зерттеу үшін пайдаланылады. Моноклонды антиденелердің тағы бір практикалық маңыздылығы диагностикалық, емдік және профилактикалық заттар ретінде, биологиялық активті заттардың таза препараттарын (лейкоциттік интерферон алуда қолданылады). Гибридомды әдісті қолдану мен байланысты өндірістің масштабы жөнінде американдық қаражаттық мекемелерінің мәліметтері бойынша , мынандай фактыларды келтіруге болады: 1987 жылы моноклонды антидене негізіндегі диагностикалық препараттарды өндіруге 500 млн доллар, ал 1990 жылы тек ісік (рак) ауруларының диагостикумдарын алуға 2 млрд доллар қаржы жұмсалынды. Ғалымда көптеген қан ауруларына да  қарсы күрес жүргізуде, осы мәселені шешудің бір жолы – «қолдан қан жасау».

Қорытынды 

Жалпы, баяндаманы қорытындылай келгенде, биологиялық процестер мен  объектілерді пайдалануға негізделген, экономикалық жағынан тиімді де маңызды заттар өндіру және жоғары өнімділігі бар микроорганизмдер штамдарын алу, өсімдіктердің сорттары мен формаларын, жануарлар асыл тұқымдарын шығаратын ғылым мен өндірістің жаңа бағытын биотехнология деп атайды. Биотехнологияда микроорганизмдер, өсімдік және жануар клеткалары, гендік және клеткалық инженерияның әдістері мен формаларын пайдаланады. өсімдік клеткаларын өсіру негізінде өнеркәсіпке және ауыл шаруашылығына қажет жаңа технологиялар жасалды. Сонымен, клеткаларды өсіру деген ұғымға өсімдіктен бөлініп алынған клеткаларды, ұлпаларды, мүшелерді қоректік ортада залалсыздандырылған жағдайда өсіру енеді.

Клеткалық инженерия битехнологияның күрделі бір саласы. Оның негізінде өсімдік клеткаларын жасанды қоректік ортада өсіру әдістері жатады. Сонымен, қорыта айтқанда қазіргі заманғы клеткалық биотехнология – бөлек клеткаларды изоляцияланған күрделі көпклеткалы, ұлпалы организмдер, яғни өсімдіктер мен жануарлар клеткаларын қолданысқа енгізуде аса маңызды орын алады.

ПІКІР ҚАЛДЫРУ

Пікіріңізді жазыңыз!
Өтінеміз, аты-жөніңізді дазыңыз