If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

თუ ვებფილტრს იყენებთ, დარწმუნდით, რომ *.kastatic.org და *.kasandbox.org დომენები არ არის დაბლოკილი.

ძირითადი მასალა

ბაქტერიული ტრანსფორმაცია და სელექცია

პლაზმიდის დნმ-ის გადატანა ბაქტერიებში. როგორ არჩევენ ამისთვის ბაქტერიებს. ცილების წარმოქმნა და გაწმენდა.

საკვანძო საკითხები:

  • ბაქტერიებს შეუძლიათ, მიითვისონ უცხო დნმ, რასაც ტრანსფორმაცია ეწოდება.
  • ტრანსფორმაცია დნმ-ის კლონირების უმთავრესი საფეხურია. იგი რესტრიქციასა და ლიგაციას მოსდევს თან და მისი მეშვეობით ახლადწარმოქმნილი პლაზმიდები ბაქტერიებში გადაიტანება.
  • ტრანსფორმაციის შემდეგ მეცნიერებმა ბაქტერიები უნდა გადაარჩიონ (სელექცია) ანტიბიოტიკის შემცველ ფინჯნებზე. პლაზმიდის შემცველი ბაქტერიები ანტიბიოტიკორეზისტენტულნი არიან და თითოეული მათგანი კოლონიას წარმოქმნის.
  • საჭირო პლაზმიდის შემცველი კოლონიების გაზრდით იდენტური ბაქტერიების დიდ კულტურებს მივიღებთ. მათი გამოყენება შემდეგ პლაზმიდის ან ცილის მრავალი ასლის წარმოსაქმნელად შეიძლება.

დნმ-ის კლონირება მთლიანობაში

ბაქტერიების ტრანსფორმაცია და სელექცია (გადარჩევა) დნმ-ის კლონირების უმთავრესი საფეხურებია. დნმ-ის კლონირება პროცესია, რომლის დროსაც დნმ-ის განსაზღვრული უბნის, მაგ. გენის, მრავალი ასლი მზადდება. ამ ასლებს ხშირად ბაქტერიებს „ამზადებინებენ".
კლონირების ექსპერიმენტში მკვლევარები ჩვეულებრივ ჯერ დნმ-ის უბანს, მაგ. გენს, ბაქტერიული დნმ-ის წრიულ მოლეკულაში, პლაზმიდში, სვამენ. ამ საფეხურს ლიგაცია ეწოდება და მასში რესტრიქციული ფერმენტები და დნმ-ლიგაზა გამოიყენება.
ლიგაციის შემდეგი საფეხური დნმ-ის ბაქტერიაში გადატანაა, რასაც ტრანსფორმაცია ეწოდება. ამას მოსდევს სელექციის, ანუ გადარჩევის, საფეხური, დნმ-ის ანალიზის მეთოდებთან ერთად, იმ ბაქტერიების ამოსაცნობად, რომლებსაც ჩვენი სამიზნე პლაზმიდი აქვთ.

ბაქტერიული ტრანსფორმაციისა და სელექციის საფეხურები

ბაქტერიების ტრანსფორმაციისა და სელექციის ტიპური საფეხურებია:
  1. წინასწარ სპეციალურად მომზადებულ ბაქტერიებს დნმ-ს უმატებენ (ლიგაციით მიღებულს).
  2. შემდეგ ბაქტერიებზე სითბური შოკით მოქმედებენ, რის გამოც მათი ნაწილი პლაზმიდს მიითვისებს.
  3. ლიგაციით მიღებული პლაზმიდები ანტიბიოტიკებისადმი რეზისტენტობის გენს შეიცავენ. ჩვენ იმ ბაქტერიების სელექცია, ანუ გადარჩევა, გვინდა, რომელმაც ეს პლაზმიდი მიითვისა. ამისთვის ყველა ბაქტერია ანტიბიოტიკიან ფინჯანზე ითესება. მათგან მხოლოდ ისინი გადარჩებიან, რომლებმაც პლაზმიდი მიითვისეს.
  1. პლაზმიდის არმქონე ბაქტერიები იღუპებიან. ყველა ის ბაქტერია კი, რომელმაც პლაზმიდი მიიღო, დასაბამს აძლევს იდენტურ, პლაზმიდიან ბაქტერიათა გროვას, კოლონიას.
  2. მკვლევარები ამოწმებენ რამდენიმე კოლონიას, რათა მათგან საჭირო პლაზმიდის შემცველი ამოარჩიონ (მაგ. პჯრ-ით ან რესტრიქციის გზით).
  3. საჭირო პლაზმიდის შემცველ კოლონიას ზრდიან და იყენებენ ამ პლაზმიდის ასლების ან ცილის წარმოსაქმნელად.

რატომ უნდა შევამოწმოთ კოლონიები?

კოლონიების წარმომქმნელ ყველა ბაქტერიას აქვს პლაზმიდი (და მისი წყალობით რეზისტენტულია ანტიბიოტიკებისადმი), თუმცაღა ეს იმას არ ნიშნავს, რომ ყველას ერთნაირი პლაზმიდი აქვს.
რატომ? დნმ-ის ამოჭრისა და ჩაწებების პროცესში ხშირია თანაპროდუქტების წარმოქმნაც, იმ პლამზიდთან ერთად, რომლის მიღებასაც ვცდილობდით. მაგალითად, თუ გენის ჩასმა გვინდა პლაზმიდში რომელიმე რესტრიქციული ფერმენტის გამოყენებით, ზოგ შემთხვევაში პლაზმიდი შეიძლება გენის ჩართვის გარეშე დაიხუროს ან გენი უკუღმა ჩაჯდეს მასში.
რა მნიშვნელობა აქვს, გენი პლაზმიდში წაღმა ჩაჯდება თუ უკუღმა? ზოგ შემთხვევაში, არც აქვს, მაგრამ თუ გვინდა, გენი ბაქტერიაში ექსპრესირდეს და შესაბამისი ცილა წარმოიქმნას, იგი იმავე მიმართულებით უნდა განლაგდეს პლაზმიდში, როგორც პრომოტორია - გენის ექსპრესიის მარეგულირებელი თანმიმდევრობა. თუ გენი უკუღმა ჩაჯდა, დნმ-ის არასწორი ჯაჭვი ტრანსკრიბირდება და ცილა ვერ წარმოიქმნება.
ამის გამო, მნიშვნელოვანია, რომ მკვლევარებმა პლაზმიდის დნმ თითოეული კოლონიიდან აიღონ და შეამოწმონ, რამდენად ემთხვევა იგი სამიზნე პლაზმიდს. ბაქტერიული კოლონიების პლაზმიდური დნმ-ის ანალიზისთვის ხშირად გამოიყენება რესტრიქციული მეთოდი, პჯრ, და დნმ-ის სეკვენირება.

ცილების წარმოქმნა ბაქტერიებში

ვთქვათ, უკვე გადავარჩიეთ „კარგი" პლაზმიდის შემცველი კოლონიები. მერე რა ვქნათ? ამ ტრანსფორმაციის, სელექციისა და ანალიზის საბოლოო მიზანი რა არის?

გამოყენება 1: ბაქტერიები = პლაზმიდების ქარხნები

ზოგ შემთხვევაში ბაქტერიები უბრალოდ „პლაზმიდების ქარხნებად" გამოიყენებიან, ანუ საჭირო პლაზმიდის მრავალი ასლის წარმოსაქმნელად. პლაზმიდის დნმ შემდეგ ისევ დნმ-ის კლონირებისთვის (მაგ. უფრო რთული პლაზმიდების მისაღებად) ან სხვა ექსპერიმენტში შეიძლება გამოდგეს.
ზოგ შემთხვევაში პლაზმიდები პირდაპირ გამოიყენება. მაგალითად, სწორედ პლაზმიდების გამოყენებით შეჰყავთ ადამიანის გენი ფილტვის ქსოვილში გენური თერაპიით მკურნალობისას გენეტიკური დაავადების, ცისტური ფიბროზის კლინიკურ კვლევაში1.

გამოყენება 2: ბაქტერიები = ცილების ქარხნები

ზოგ შემთხვევაში ბაქტერიებს ცილების ქარხნებად იყენებენ. თუ პლაზმიდში საჭირო მარეგულირებელი თანმიმდევრობებია, ბაქტერიაში შესაძლოა, გენის ექსპრესიის ინდუქცია (ჩართვა) მოხერხდეს განსაზღვრული ქიმიური სიგნალის ზემოქმედებით. გენის ექსპრესიის შედეგად ი-რნმ წარმოიქმნება და იგი ცილად ტრანსლირდება. შემდეგ შეგვიძლია, ბაქტერიების ლიზისი (დაშლა) გამოვიწვიოთ ამ ცილის მისაღებად.
ბაქტერიები ბევრ ცილასა და მაკრომოლეკულას შეიცავენ. ამის გამო, ახლადწარმოქმნილი ცილა უნდა გაიწმინდოს (გამოცალკევდეს სხვა ცილებისა და მაკრომოლეკულებისგან) გამოყენებამდე. ცილების გაწმენდის ბევრნაირი მეთოდი არსებობს.
ერთ-ერთი მეთოდია აფინური ქრომატოგრაფია, რომლის დროსაც დაშლილი ბაქტერიებიდან მიღებული მოლეკულების ნარევი სპეციალური მარცვლებით ავსებულ ცილინდრში, ანუ სვეტში, ისხმება. მარცვლები დაფარულია ანტისხეულებით, იმუნური სისტემის ცილებით, რომლებიც სპეციფიკურ სამიზნე მოლეკულებს უკავშირდება.
სვეტში არსებული ანტისხეულები ისეა შერჩეული, რომ მოლეკულათა ნარევიდან ჩვენთვის საინტერესო ცილას დაუკავშირდეს და სხვებს არა. შესაბამისად, სამიზნე ცილა სვეტში დარჩება, ანტისხეულებთან მიბმული, სხვები კი - ჩაირეცხება. ბოლო საფეხურზე სვეტიდან საჭირო ცილას ათავისუფლებენ და აგროვებენ.

გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?

პოსტები ჯერ არ არის.
გესმით ინგლისური? დააწკაპუნეთ აქ და გაეცანით განხილვას ხანის აკადემიის ინგლისურენოვან გვერდზე.