1-дәріс. Генетика тұқымқуалаушылық және өзгергіштік ғылымы
-дәріс. Тұқым қуудын молекулалық негiздерi
жүктеу/скачать 3,92 Mb.
|
darister
- Бұл бет үшін навигация:
- Нуклеин қышқылдарыының құрылымы және биологиялық ролі Нуклеин қышқылдарының проблемасының 1868
| 7-дәріс. Тұқым қуудын молекулалық негiздерi
Нуклеин қышқылдарыының құрылымы және биологиялық ролі 2 Дезоксирибонуклеин қышқылы- ДНҚ 3. РИБОНУКЛЕИН ҚЫШҚЫЛДАРЫ (РНҚ). 4. ГЕНЕТИКАЛЫҚ КОДТЫҢ ҚҰПИЯСЫ Тiрi организмдер табиғи қасиеттерi мен белгілерін ұрпақтан ұрпаққа беріп отыратынын адам баласы ертеден байқаған. XXIII ғасырдың барысында немiс зоологы А.Вейсман жыныс клеткаларында болатын ерекше заттар-тұқым қуалаушылықтың негізі болуы керек деп,оның құпиясын клеткалардағы молекулалардан iздеу туралы дурыс ұсыныс жасаған едi. Генетика тұқым қуалаушылықтың материалдық негізі ең алдымен хромосомалар болатынын сенімді түрде көрсетіп берді.Құрамында гендері бар хромосомалар өз көшірмесін қалдыратын қатар түзеді.Тіршілікке тән үздіксіз көбею,өсіп-өну қасиет осы хромосомаларға байланысты. Хромосомалардың өз көшірмесін қалдыратыны жөніндегі үлгіні 1928 жылы Н.К.Кольцов ұсынған. Ол “Omnis molecula e molecula”-әрбір молекула молекуладан деген жорамал айтқан. Бұл постулат бойынша клеткадағы макромалекулалар:белоктар және нуклеин қышқылдары матрицалық(көшірмелік) принциппен көбеюге тиіс. Хромосоманың құрылысы күрделі. Оның құрамына белоктар (гистон тәрізді және гистон тәрізді емес), липидтер, екі валенті металдар катиондары т.с.с.кіреді. 1940 жылдың басына дейін хромасомалардың генетикалық қызметін көп зерттеушілер тек қана белокпен байланысты деп есептеген. Н.К.Кольцовтың айтуынша, “ДНҚ сияқты”қарапайым молекула“соншама күрделі қызмет атқарады” деп мойындау өте қиын еді. Бірақ кейініректе барл“ық өсімдіктерде, жануарларда, микроорганизмдерде, көпшілік вирустарда генетикалық материал – ДНҚ екені анықталды. Нуклеин қышқылдарыының құрылымы және биологиялық ролі Нуклеин қышқылдарының проблемасының 1868 жылы швейцарлық Ф.Мишер шұғылданған болатын. Ол ірің клеткаларын алынған ядро бөлшегін зерттеп, құрамына көміртегі, азот және фосфор кіретін бұрын белгісіз органикалық қосылыс түрін ашты. Ашқан қосылысын ядродан бөліп алғандықтан нуклеин деп атады(латынша“нуклеис”-ядро). Ф.Мишердің ашқан қосылысы басқа да ғалымдардың назарынан тыс қалған жоқ. 1874 жылы Пиккард балық спермасынан бөлініп алынған нуклеин құрамынан жаңа азоттық негізді ашты. Ол-құрамындағы екі азот атомы бар гетероциклдік қосылыстардың ішіндегі пуриндер тобына жататын гуанин еді. Түсінікті болуы үшін гетероциклдің не екеніне жіне оны не себептен негіз деп аталатына тоқтала кеткен жөн. Циклді қосылыс деп қанқасы сақина түрінде тұйықталған көмірсутектерін айтады. Ал оның құрамына көмірсутектерінен басқа да атом түрлері кірсе, оны гетероциклді дейді(гетеро-әр түрлі). Ал пуриндерді, пиримидиндерді негіз дейтіні – олардың құрамындағы азот қышқылды ордада өзіне протонды қосып алып оң зарядталады (циклдағы көмірсутектері ешұашан зарядталмайды).1880 жылы неіс химигі Г.Фишер әлгі нуклеиннің құрамына тек пуриндік емесғсонымен қатар пириминдік гетероциклдер кіретінің анықтады. Пуриндер алты және бес атомды гетероциклдерден біріккен болса, пиримидиндер тек алты атомнан тұратын гетероциклді қосылыс. Бірнеше жылдан кейін Ф.Мишердің шәкірті Коссель мен Асколи тағы төрт түрлі негіздерді- аденин, тимин, цитозин және урацилді ашты. Нуклеиннің ертіндісі қышқылдық қасиет көрсететін болқандықтан Ф.Альтман 1889 жылы оған нуклеин қышқылы деп ат берді.Осы 5асырдың басында жүгізген зерттеулерінің нәтижесінде П. Левен нуклеин қышқылының құрамына азоттық негіз бен фосфордан басқа шағын углеводтардың ерекше тобын кіретінін анықтады(сахар). Нуклеин қышқылының құрамына кіретін углевод бес көміртегінен тұрады. Левен нуклеин қышқылының бір тобына кіретін углеводтағы оттегінің саны бір атомда кем екенін анықтады. Оттегі атомдары толықтарын рибоза деп, бір оттегі атомы кемді – дезоксиробоза (“дезокси”- оттексіз) деп атады. Сонымен, оттегінің бір аттомының санындағы айырмашылық негізінде нуклеин қышқылының рибонуклеин қышқылы деп дезоксирибонуклеин қышқылы деп екі түрге бөлді. Оның біріншісі қысқартылып РНҚ деп, екіншісі ДНҚ деп айтылады. Сонымен қатар Левен негіз, углевод және фосфор бірігіп комплекс (жинақ) құрайтынын және олардың нуклен қышқылдарының “кірпіштері” болып табылатынын анықтады. Нуклеин қышқылдарын құрайтын бұл “кірпіштерді” нуклеотид деп атады. 1928 жылы Ф.Гриффит өкпе ауруларын қоздыратын пневмококк бактериясының өсуін зерттегенде, олардың колонияларды қоректік ортада агарда өзінің бейнесін өзгертетінін байқады. Алғашқыда тегіс,әрі жылтыр келген пневмококтардың “Ѕ” түрі (ағылшынша Smooth – тегіс), кейін бұдырмақтанып “R”(Rough-бұдырмақтау) түріне айналатыны байқалды. Бұл ауысу (S-R) диссоциация деп аталады. Келесі жаңалық бірнешеден жылдан кейін ашылды – пневкоктарды кері бағытта R- күйден S- күйіне өзгертуге мүмкіндік туды. Диссоциацияға қарағанда кері бағытта өттетін бұл өзгеріс трансформация деп аталды. Міне, осы 1944 жылы молекулялық биологияның ашылған жылы деп есептелінді. 50- жылдарының басында Э. Чаргафф өте маңызды жаңалық ашты. Бұл белоктар тәрізді нуклеин қышқылдарының да әр түрге тән екенән анықтау еді. Э.Чаргафф өте таза ДНҚ молекуласын бөліп алып, мұқият түрде химиялық талдау жасап, кез келген организмнен бөлініп алынған ДНҚ- ның құрамындағы адениннің мөлшері тиминдікімен (А=Т), ал гуаниннің мөлшері цитозиндікімен (Г=Ц) бірдей болатынын анықтады. _А+Г_ _ I Г+Ц ¯ Осы ережеге сәйкес әр түрлі организмдердің нуклеотидтік құрамы тек қана олардың арақатынасының өзгеруіне, мөлшеріне байланысты. 1952 жылы Р.Фраклин және М. Уилкинс ДНҚ- ның жоғарғы сапалы рентгенограммасын түсірді. Осы рентгенструктуралық талдаудың және ДНҚ- ның химиялық құрамын біле отырып, 1953 жылы Д.Уотсон және Ф.Крик оның молекулалық моделін құрастырды. Бұл биология тарихындағы ең үлкен жаңалықтың бірі болып табылады. Ол аденин мен тиминнің, гуанин мен цитозиннің бір-біріне байланысы химияның заңдылығына еш қайшы келмейтінін анықтады. Мұндай модель Чаргаффтың заңдылығына сай келді. Х.Резерфордтың атомның құрылысын ашуы адамзатқы шексіз энергия көзін берсе, Уотсон-Крик және Уилкинстердің ДНҚ-ның құрылысын ашуы организмге жаңа қасиет Бере алатын ген инженериясының әдісін ашты. жүктеу/скачать 3,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|