O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi qarshi Davlat universiteti Kimyo biologiya fakulteti biologiya yo’nalishi 018-60 gurux talabasi Abduraxmonova Dilbarning Bioinformatika fanidan tayyorlagan kursi sh I reja

Polimeraza zanjir reaksiyasi uslubining tarixi

1970-yil boshlarida nobel mukofoti laureati Xara Gobind Xoranning labaratoriyasida xizmat qiluvchi X’ell Kleppe birinchi bo’lib juft qisqa bir zanjirli DNK molekulasi bo’lgan – sintetik praymerlar yordamida DNKni amplifikatsiya qilish usulini taklif qilgan [2]. O’z vaqtida bu fikr gipoteza sifatida qolib ketgan. 1983-yilda Polimeraza zanjir reaksiyasi uslubi amerikalik bioximik Keri Mullis tomonidan ixtiro qilindi. Uning asosiy maqsadi, DNK-polimeraza fermenti yordamida dastlabki DNK fragmentining nukleotid ketma-ketligini ko’p karrali ikki xissa ortishi yo’li bilan DNK ni amplifikatsiya qilish edi. Polimeraza zanjir reaksiyasi uslubi haqidagi ilk nashr 1985-yil noyabr oyida Science jurnalida Keri Mullis tomonidan e’lon qilindi [3]. Oradan 8 yil o’tgach ya’ni, 1993-yil Keri Mullis Nobel mukofoti laureati bo’ldi [4]. Uslubni ishlatish boshlarida har bir sikldan keyin isitish-sovutish amalga oshirilib reaksiya aralashmasiga DNK-polimeraza qo’shilgan, u esa yuqori haroratda inaktivatsiyaga uchragan, ammo bu yuqori harorat DNK qo’sh spiralining bo’linishi uchun zarur bo’lgan. Natijada o’tkazilgan reaksiyalar nisbatan unumsiz bo’lgan, shu bilan birga ko’p vaqt va ferment sarflangan. 1986-yilga kelib, polimeraza zanjir reaksiyasi uslubi uchun qulayliklar yaratildi. Ya’ni DNK-polimerazani termofil bakteriyadan ajratib olish taklif qilindi [5]. Bu ferment termostabil ya’ni issiqlikka chidamli ferment bo’lib, reaksiyaning ko’plab siklini ushlab turish xususiyatiga ega. Bu fermentning ishlatilishi Polimeraza zanjir reaksiyasi uslubini o’tkazishni avtomatlashtirdi va soddalashtirdi. Termostabil DNK-polimerazalardan biri Thermus aquaticus bakteriyasidan ajratib olingan bo’lib, Taq-polimeraza deb nomlanadi. Bu polimerazaning yetishmasligi xato nukletidni kiritilish ehtimolini oshirib, xatoliklarni tuzatilish mexanizmini yo’q bo’lishiga olib keladi (3'→5' ekzonukleaza faolligi). Pyrococcus furiosus – Pfu-polimeraza va Pyrococcus woesei – Pwo-polimerazalari arxeydan ajratib olingan bo’lib, ularning ishlash mexanizmi ham Taq-polimerazaning ishlash mexanizmiga o’xshaydi, ularning qo’llanilishi DNK dagi mutatsiyalar sonini birmuncha kamaytiradi. Ammo ularning ishlash tezligi Taq-polimerazanikidan kamroq. Bugungi kunda Taq- va Pfu-polimerazalar aralashmasi bir vaqtning o’zida yuqori tezlikdagi polimerizatsiya va yuqori aniqlikdagi nusxalashga erishish uchun ishlatilmoqda. Metodni ixtiro qilib, unga patent olgan vaqtlarda Keri Mullis Setus kompaniyasida sintetik-ximik bo’lib ishlar edi (u nuqtali mutatsiyalarni genom DNK bilan gibridizatsiya qilish metodi orqali aniqlash uchun oligonukleotidlarni sintez qilgan). 1992-yilga kelib, Setus kompaniyasi metod patentini va Taq-polimerazani ishlatish huquqini 300 mln dollorga Xofman-La-Rosh kompaniyasiga sotadi. Biroq, 1860-yilda sovet bioximik olimlari A. Kaledinim, A. Slyurenko va S. Gorodetskim [6] va shuningdek, ulardan 4-yil oldin ya’ni 1976-yilda amerikalik bioximiklar Alice Chien, David B.Edgar va John M. Trela tomonidan Taq-polimeraza haqida nashriyotda maqolalari e’lon qilingan [7].

2.