1-дәріс. Генетика тұқымқуалаушылық және өзгергіштік ғылымы
НУКЛЕИН ҚЫШҚЫЛДАРЫНЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ
жүктеу/скачать 3,92 Mb.
|
darister
- Бұл бет үшін навигация:
- ДНҚ-ның құрылысы мен өсіп-өну ерекшеліктері.
| НУКЛЕИН ҚЫШҚЫЛДАРЫНЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ
Организмдердің өздігінен ұдайы өсіп-өнуі, энергия мен зат алмасу нәтижесінде қоршаған ортада тіршілігін сақтап өмір сүруі,артынан ұрпақ қалдыру қасиеттері — хромосомдардың, дәлірек айтқанда ДНК және РНК-лардың қатынасымен жүзеге асырылады. Өсімдіктермен жануарлар түрлерінің келес ұрпақтарының жарыққа келуі нуклеин қышқылдарының қызметтерінe байланысты. ДНК мен РНК-ға «нуклеин қышқылдары»деген аттың берілуі алғашқы рет бұл заттардың ядродан табылғанына байланысты (латынша, нуклеус — ядро). Нуклеин қышқылдарының генетикадағы маңызы өте зор. Оны үш түрге бөледі. ДНК мен РНҚ-лар тұқым қуалаушылық информациясының сақталатын және өзін-өзі өндіретін орындары (репликация). Осылардың тікелей қатысуының арқасында белокты құрастыру процестері ете алады. Нуклеин қышқылдары белоктармен қосылып ядро және цитоплазма құрамдарында катализатор ретІнде хқмиялңк реациялардың жылдамдығын өзгертуге және күшейе түсуіне катысады (ферменттер). Бұл заттардың осындай өмірде өте маңыздылығы: нуклертидтер мен жазылған амин қышқылдарының мазмұнын амин қыщқыл молекулаларына ауыстыру. Сондықтан амин қышқылдарының түрі қанша болса т-РНК-лардың түрлері де сол шамада кездеседі. Рибосомдық РНК (p-PHK). Рибосомның ішкі кұрылысының бөлігі. Аткаратын міндеттері: белок синтезі кезінде амин қышқылдарын және полипептидтерді бір-біріне жалғастырумен байланысты. Кейбір тәжірибелерде p-PHK и-РНК-дағы сәйкестi кәделерді амин қышқылдарына дұрыс ауыстыруға (танусына) қатысады. Жоғарыда келтірілген мәліметтерді корытындыласақ — генетикалық информацияның сақталуына және ұрпаққа таралуына қатынасы бар нуклеин қышқылдарын генетикалық нуклеин қышқылдары деген жөн (ГҢК). ДНҚ-ның құрылысы мен өсіп-өну ерекшеліктері. 1953 жылы Д. Уотсон және Ф.Крик жасаған модельге байланысты ДҢК молекуласы бірі екіншісін айнала орап жатқан спираль тәрізді екі жіпшіктен тұрады. Мұндай, қос спиральдің ені 20 А°-нен аспауға тиісті, ал ұзындығы клеткалардың түрлеріне байланысты өзгереді (102- -IO18^20A0 дейін), массасы да ете зор болады (20¾— 20]2Д). ДНК-ның әрбір жіпшігі күрделі полимердет — нуклеотидтерден тұрады. Нуклеотидтің құрамында азотты негіздер: аденин (A) тимин (T), гуанин (Г), цитазин (Ц); моносахарид—дезоксирибоза және фосфор қышқылдарының қоспасы бар. Бұл полимердің осындай өте маңызды функцияларды атқаратын екі түрлі касиеттерімен анықтайды.Нуклеин кышқылдары химиялық қоспаларының арасындағы ең ұзыны және әр түрлі күштердің.әсеріне төзіммділері; Ұзындығы мыңдаған нуклеотидтерден тұратын (IO18-20H) ДНК, хромосоманың ішкі .күрылысында ширақтанатып оралып түйінеді де аз ғана орын алады. Осыңдай ДНК молекуласында 1500—онтогендер орналасқан. Хромрсомдағы ДНК-да организмнің бүкіл ата тегінен таралып келе жатқан тұқым қуалаушы, информация сақталады. Кейбір қарапайым бір клеткалы микроорганизмдерде бұңдай жұмысты РНК атқарады (фаг, вирустар). ДНК молекулалары өзін-өзін өңдеу қасиеттерімен жабдықталған репликациялық кабілет. Басқаша айтқанда, гендердің еселеп көбеюіне басқа күштердіц әсері жоқ. Бұл өндіру әдісі тек қана нуклеин қышқылдарына лайықты.Тұкым қуалаушылық процесін жүзеге асыру үшін РНК-ның үш түрі қатысады: информациялык, транспорттық (тасымалдаушы) және рибосомдық-қысқаша и-РНК,т-РНҚ,p-PHK. Информациялык PHK (и-РНК) негізгі аткаратыи қызметі —гендегі (ДНК) белок туралы генетикалык информацияны өзінің шифрланған кәдесіие салынып риббосомдарға жеткізу. Осы жұмысына карағанда и-РНК генотипін белок синтезі өтетін жердің арасындағы жалғаушы бола алады. Транспорттық PHK (т-РНК) цитоплазманың қүрамында кездеседі. Олардың аткаратын негізгі жүмыстары — рибосоммен жалғасқан и-РНК-дағы генетикалык кодты аминқышкылдарымен айырбастау. ДНК кұрамындағы екі жібшік бір-бірінен құрылысы жағынан айырмашылығы жоқ, тек қана азот негіздерінің тізбектегі ретімен ажырасады. Екі жібшікте карама-қарсы орналасқан азотты негізде сәйкестік және толықтырғыш ережесіне (Э. Чар-гофф, 1960) байланысты бір молекулаға біріккен. Толықтыру немесе комплементтік ережесінің негізінде ДНҚ-ға лайықты мына касиеттер жатыр: 1.Бірінші жібшіктегі аденинге сәйкес екінші жібшікте тимин;тцитозинге сәйкес гуанин орналасады Аденин мен тиминнің арасындағы байланыс екі сутегі атомдарымен; гуанинмен цитозин — үш сүттегі атомдарымен қалыптастырылады. Өлшемі жағынан аденин—гуанинге, тимин—цитозинге тең. Ал аденин мен гуаниннің мөлшері, тиминмен цитозинның өлшеміне, әр түрге лайықты тұрақты арақатынас құрады. Нуклеотидтің құрамындағы азотты негіздермеи дезоксирибоза және фосфор қышқылының қоспасының арасыидағы байланыс тығыз болады, ал екі жібшіктегі азотты негіздерді жалғастыратьн сутегі атомдарынан тұратын байланыс нашар, тез үзіледі. Осы айтылған комплементарлы ережелерді пайдалана отырып Дж. Уотсон мен Ф. Крик ДНК-ның өзін-өзі өндіруі туралы теорияны жариялады (ДНК-ның репликациясы). Бұл теория apқылы ДНК-ның екі тізбегінің ажырасуы азотты негіздерді жалғастыратын сутегі атомдарының тұрақсыздығымен түсіндіріледі. Ажырасқан екі жібшік кариоплазмадан өздеріне сәйкес келетін комплементті нуклеотидтерді қүрастырып алады. Осы процестің қорытындысында бір аналық молекуладан екі жаңа ДНК молекуласы құрастырылады.Бұл теорияның іске жарамдылығын 1958 жылы M. Мезельсонмен Ф.Сталя дәлелдеді, ал A. Корнберг 1957 жылы қолдан дайындалған лабораториялық ортада ДНК-ның синтезін іске асырды. Аналық спиральдардың жанына екі жаңа молекулалардың құралуы көбею клеткаларының бөлінуіндегі интерфазада жүреді. ДНК ның екі есе көбеюі екі ферменттің қатысуымен өтеді. Молкуланың екі жібшігінің ажырасуына дезоксирибонуклиаза қатысады, ал жеке аналық жібшіктердің өздеріне комплементті екінші жібшікті қатыстыру ДНК полимераза арқылы іске асуы мүмкін, ДНК-ның өзін-өзі өндіруі – реплекация – бір молекуланы басынан бастап аяғына дейін ретпен өтуі мүмкін емес. Онда екі есе көбею құбылысына көп уақыт керек болар еді. Көптеген ғылыми эксперименттерде (С.Тейлор,1960, М.Куберман,1968, Р.Уайт,1974) бактерия мен вирустардың геномдарының реплекциясы (2 еселенуі) ДНК бойындағы ондаған локустарда жүргізіледі. Бұл локустарда арнаулы реплекацияның басьалатын орны бар. Осы орындарда ДНК-ның екі еселенуі қарама-қарсы бағытта әр түрлі жылдамдықпен жүреді. РНК-ның құрылысы ДНК-мен салыстырғанда күрделі емес, бір тізбектен тұрады. Құрамында ДНК-дағы сияқты төрт түрлі нуклеотидтер бар: азотты негіздер – аденин, урацил, гуанин, цитозин, моносахарид – рибоза және фосфор қышқылының қоспасы. РНК-ның ДНК-дан айырмашылығы екі түрлі: РНК-дағы азотты негіздердің арасында тиминнің, орнына урацил кездеседі және бұл молекула тек бір жібшіктен тұрады. И-РНК-ның синтезі интерфазаның бірінші сатысына сәйкес келеді. Бұл синтез өту үшін хромосом ДНК-сының бір локусына РНК- полимераза ферментті жалғасуы керек, бұл участог геннің басы болып есептеледі. Фермент РНК- полимеразаның көмегімен ДНК-ның жібшігіне комплементарлы РНК нуклеотидтері синтезделеді. ДНК мен РНК-дағы азотты негіздердің комплементарлығы мынадай: Арик – Урик; Тдик – Арик; Гдик – Црик; Цдик – Грик. жүктеу/скачать 3,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|