ДНҚ-ның екі еселенуі (репликациясы)

Кез келген клетка бөлінер алдында оның ДНҚ молекуласы екі еселенеді және соның нәтижесінде ұрпақ клеткалары алғашқы аналық клеткалардағыдай ДНҚ молекуласына ие болады. Олай болса, бөлінетін клетканың ДНҚ-сы дәл өзіне ұқсас тағы бір ДНҚ молекуласын қалай жасайды?

1940 жылы Л. Полинг пен М. Дельбрюк ген (ДНҚ) өзінше бір бейненің қалыбы секілді, ол қалыпқа саз балшық құйып, оның формасын алуға, содан кейін осы формадан қалып етіп пйдаланған алғашқы форманы қайтадан жасауғңа болады деген пікір айтқан. Яғни, бұл геннің алғашқы құрылымына комплементарлы ДНҚ құрлымы жасалады, одан алғашқы құрлымға сәкес ДНК пайда болады деген сөз. Шынында да ДНҚ-ның бір тізбегін бір бейне десек, оған комплементарлы екінші тізбек оның кері бейнесі болып табылады. Демек, Уотсон мен Крик көрсеткен ДНК-ның еселенуінің немесе репликацияның жүру жолы шын

Ондай фрагментердің ұзындығы қарапайым бкатерияларда 2000-ға жуық. Осындай фрагментерді алғаш байқаған жапон ғалымы Р. Оказаки, сондықтан оларды оказаки фрагментері деп атайды.

1953 жылы Дж.Уотсон және Ф. Крик ұсынған ДНК құрылымының үлгісі (моделі) генетикалық хабардың кодын (шартты қысқарту), мутациялық өзгергіштіктің және гендердің көшірмесінің (ДНК молекуласынын бөліктері) алынуын түсінуге мүмкіншілік береді. 1957 жылы М. Мезельсон мен Ф. Сталь, Дж. Уотсон және Ф. Криктің бактериялық клеткадағы ДНК-ның жартылай консервативті түрде екі еселенуі (репликация) жөніндегі көз қарасын дәлелдеді. Ал Г. Стент ДНҚ екі еселенуінің үш түрін ұсынды:

1)консервативтік (лат.“косервативус”- сақташы, негізгі қалыпын сақтау) еселенуде ұрпақтың ДНҚ-ларда аналық ДНҚ-ның материалы болмайды;

2)жартылай консервативтік түрінде ДНҚ-ның жаңа молекуласының бір тізбегі аналық ДНҚ-дан болса, екіншісі-жаңадан құрылған тізбек;

3) дисперциялық (лат.“дисперсис”-шашырау, батырыңқы) түрінде аналық ДНҚ-ның материалы кездей соқ шашырап жаңа ДНҚ молекуласында рын алады.

М. Мезельсон мен Ф. Стальдың зертеулері осы үшеудің ішінен ДНҚ-ның жартылай консервативті екі еселену түрін таңдап алуға көмектесті. ДНҚ екі еселенуінің жартылай концервативті жолмен жүруін дәлелдеу Дж. Уотсон мен Ф. Криктің жасаған ДНҚ молекуласының үлгісінің дұрыстығының айғағы болды.

Сонымен ДНҚ еселенуі оының тізбектерінің ажырауынан басталады дедік. Ол тізбектерді геликаза (хеликс-спираль)- дезоксирибонуклеаза ферменттері-ДНҚ молекуласының бойымен екі бағытта жоғары және төмен ажыратады. Нуклеотидтер жұптарымен ДНҚ-ның шиыршықты тізбегінің арасындағы сутегінің байланыстары молекуланың бір жақ шетінде бірте-бірте үзіле бастайды және (ДНҚ) тізбектердің екеуі де бірінен бірі босай отырып, жазылады. Осылайша жазылған тізбек, өзінің қосылыстарын оське тік “қоя” отырып, дезоксирибоза және фосфор қышқылының қалдықтары арасында байланыстар арқылы ұсталып тұрады. Қоршаған ортадан клеткада жинақталған бос нуклеотидтер бар, олар ДНҚ-ның жазылған тізбегінің бос қосылыстарымен реацияға түсе алады. Бірақ әр қосылысқа бір жұп, “толықтыра түсетін” нуклеотид қана жуықтап, жалғаса алады. Бұл жазылған тізбекке басқа, ДНҚ-ның жетіспейтін тізбегі жалғаса бастайды деген сөз. Осы процестердің нәтижесінде ДНҚ-ның екі молекуласы пайда болады, олардың әр қайсысында қайтадан жинақталған

Тұқым қуалау информациясы ДНҚ- да қалай жазылған? Бұл мәселені алғаш 1954 жылы көтерген физик Г.Гамов болатын. ДНҚ – ның құрылысы толық анықталғаннан кейін бір жылдан соң, белоктағы амин қышқылдарының орналасу тәртібі ДНҚ – ның бір тізбегіндегі төрт түрлі нуклеотидтердің белгілі тәртіппен тізбектелу жолы арқылы белгіленуі керек деген ой түйді. Г.Гамов клеткада ДНҚ – ның төрт әріпті (нуклеотидті) тілін жиырма әріпті (амин қышқылдары) белок тіліне аударатын "сөздіктің болуы керек деп санады.

1. 
   Мутация туралы түсінік. Мутацияның маңызы.
   
2. 
   Геномдық мутациялар:
   
   1. 
      Хромосома санының өзгеруіне байланысты мутациялар
      
   2. 
      Құрылымдық мутациялар немесе хромосомалық аберрациялар
      
3. 
   Гендік (нүктелік) мутациялар
   

1. 
   Мутация туралы түсінік. Мутацияның жіктелуі.
   

Мутациялар табиғи түрде немесе жасанды түрде пайда болады. Табиғи түрде өтуі спонтанды (кездейсоқ) болады. Жасанды түрдегі мутация физикалық, химиялық және биологиялық әсерден болады.

Мутагенез - әртүрлі физикалық және химиялық фактордың әсерінен организмде тұқым қуатын өзгерістің пайда болу үрдісі. Организмнің табиғи не әр түрлі факторлар әсерінен тұқым қуатын өзгеріске бейімділігі мутабильдік деп аталады. Мутацияға бейім болу көптеген себептерге – организмнің жас мөлшеріне, даму сатысына, t^o-ға, генотьиптің ерекшелігіне байланысты. Гендердің мутацияға бейімділігі бірдей болмайды, оларды стабильді және мутабильді деп бөледі. Жеке гомологты хромосомаларда орналасқан аллель жұптары мутацияға бір мезгілде ұшырамайды. Генотиптегі гендер мутацияға жиі ұшырайды. Жеміс шыбынының бір ұрпағында 100 гаметаға бір мутация сәйкес келеді. Тышқанның радиация әсеріне мутабильдігі дрозофиладан жоғары. Генетикалық факторларға байланысты болғандықтан мутабильдікті қолдан сұрыптау арқылы арттырып не кемітіп отыруға болады.

Мутагендер деп мутацияның жүруіне әсер ететін заттарды атайды. Бұған физикалық және химиялық заттар жатады. Мутант – организмнің мутация нәтижесінде алғашқы типіне ұқсамайтын, тұқым қуатын өзгеше қасиеттері бар тұлғалар.

Хромосома санының өзгеруіне байланысты мутациялар үш түрге бөлінеді:

1) полиплоидия

2) анеуплоидия (гетероплоидия)

3) аллоплоидия

1. Полиплоидия – хромосомалар санының еселеніп өзгеруі. Полиплоидияның бірнеше түрлері болады: 3n – триплоид, 4n – тетраплоид, 5n – пентаплоид, 6n – гексаплоид, 8n – октоплоид. Полиплоидия өсімдік әлемінде кеңінен тараған. Памирде өсімдіктердің 85% полиплоидты болып табылады. Полиплоидты түрлері бір жарнақты өсімдіктер арасында жиілеу кездеседі. Раушан гүлдер арасында 7,14,21,28 хромосомалы түрлер кездеседі. Мәдени өсімдіктер арасында тетраплоидты бидай, картоп және мақта түрлері кездеседі.

2. Анеуплоидия (гетероплоидия). Сыртқы факторлардың әсерінен кариотиптің құрамы көбінесе бір, өте аз жағдайларда 2 хромосомаға көбеюі немесе азаюы мүмкін. Осыындай мутация анеуплоидты деп аталады: 2n ± 1(моносомиктер және трисомиктер). Бұл құбылысты алғаш рет К.Бриджес дрозофила шыбынының жыныспен тіркесті тұқым қуалаушылығын зерттегенде ашқан. Анеуплоидия негізгі механизмі митоздық және мейоздық бөлінуде кейбір хромосоманың жасуша полюстеріне қалыпты ажырамауы және жоғалып кетуі. Кейбір ұрғашы дарақтарда жыныс хромосомаларының үш жиынтығы болады: ХХУ, кейбір еркек дарақтарда У жоқ, бірақ Х жалғыз – ХО. Трисомиктер көптеген организм түрлерінде кездеседі. Адамда Даун синдромы кездеседі. Бұл ауру 21 хромосома жұбында бір хромосома артық болуына байланысты. Бұндай адамның өмірінің ұзақтығы қысқа. Аурудың себептері әлі толық анықталмаған, ауру баланың туылуы шешесінің жасының артуымен көбейе түседі.

Адамда жыныс хромосомасы жоқ гамета мен Х хромосомасы бар қалыпты гаметаның қосылу нәтижесінде пайда болған зиготадан ХО – Тернер синдромымен ауыратын ұрғашы жыныс дамиды. Хыныс хромосомалар бойынша трисомик – еркек (ХХУ) Клайнфельтер синдромымен ауырады. Әр түрлі трисомиктер – ХХУ, ХУУ, ХХХ жануарлардың өсуі мен жетілуін төмендетеді.

3. Аллоплоидия. Әр түрлердің хромосомаларының диплоидты жинақтарының қосылу нәтижесінде пайда болатын гибридтер. Аллоплоидтердің өсімталдығы жоғары және оларда екі түрдің белгілері байқалады. Алғаш рет аллоплоидтерді алған Г.Д.Карпеченко (орамжапырақ + шомыр). Бұл екеулерінде де 18 хромосомадан. Ұрықтандыру нәтижесінде гаметалардың көпшілігінің тіршілігі жойылған. Кейбіреулерінде ғана бір шетіне бүкіл хромосомалар жылжып, осындай гаметалар тіршілігін сақтап, ұрықтанғаннан кейін ұрпақ берген, оларда 18 орамжапырақтың 18 шомырдың хромосомалары болған. Ұрпақтарының өсімталдығы жоғары болған.

Жануарларда кездесетін полиплоидия. Полиплоидия көпшілігінде жыныссыз және партеногенез арқылы көбейетін түрлерде кездеседі. Алтын түсті аламан (44 хромосома) сұр аламан (22 хромосома) мен кәдімгі аламанның (22 хромосома) гибриді. 66-аутосома + ХХУ = 69 хромосомасы бар бала туған (триплоид). Жалпы дамуы тежелген. Тетраплоидтер тұт жібек көбелегінде алынған.
2.2. Құрылымдық мутациялар немесе хромосомалық аберрациялар

Барлық құрылымдық мутацияларды екі негізгі типке – хромосома ішілік және хромосома аралық деп бөлуге болады. Хромосома ішілік аберрацияларға:

• 
  жетіспеушілік;
  
• 
  дупликация;
  
• 
  инверсия жатады.
  

Хромосома аралық құрылымдық мутацияға транслокациялар жатады. Транслокация деп гомологты емес хромосома бөліктерінің орын алмасуын түсінеді. Хромосома аралық құрылымдық мутацияның белгілісі – робертсон транслокациясы. Робертсон транслокациясы деп екі пакроцентрлі хромосоманың центромера аймағында субметацентрлі немесе метацентрлі хромосомаға бірігуін түсінеді. Робертсон транслокациясы жануарлардың көптеген түрлерінде кездеседі, соның ішінде сүтқореқтілердің 17 түрінде белгілі. Қазіргі кезде ірі қараның әр түрлі тұқымдарында робертсон транслокациясының 20-дан астам варианттары табылды: 1\25; 1\28; 1\29; 2\4; 5\21; 13\21; 11-12\15-16 және т.б. Солардың арасында 1\29 робертсон транслокациясы толық зерттелді.

Хромосомалар бөліктерімен өзара алмасуы мүмкін. Мұндай транслокация реципрокты деп аталады. Егер хромосома бөлігінің алмасуы бір жақты өтсе онда мұндай алмасу реципрокты емес деп аталады.

Акроцентрлі хромосоманың ұзын иығының басым бөлігінің басқа хромосоманың теломерлі соңына жалғасуы тандемді қосылу деп аталады.

Хромосома аралық құрылымдық мутациялар хромосоманың құрылысын және ұзындығын өзгерте алады. Олар митозда жақсы байқалады.
3. Гендік (нүктелік) мутациялар

Гендік мутация хромосоманың белгілі бөлігіндегі ДНҚ молекуласы нуклеотидтер қатарының өзгеруі нәтижесінде пайда болады. Өзгеріске ұшыраған ДНҚ бөлігі мутон деп аталады. Гендік мутациялар ДНҚ құрылысының өзгеруіне байланысты үш түрге бөлінеді:

• 
  нуклеотидтердің түсіп қалуы;
  
• 
  орын алмастыруы;
  
• 
  айырбасталуы.
  

Инсерция – ДНҚ тізбегінде қосымша негіздің пайда болуы: Шығу көзі мобильды генетикалық элементтер (МГЭ) болып саналады.

Гендік мутациялар доминантты немесе рецессивті болуы мүмкін. Доминантты мутация фенотипте жылдам көрінеді, сондықтан табиғи және қолдан сұрыптау күштерінің әсерімен сақталып көбеюі мүмкін. Ал егер сыртқы орта организмнің өмір сүргіштігіне кедергі болса, бұндай тұқым қуалаушылық жоғалуға тиіс. Мысалы: қаракөл қой тұқымдарында сары алтын түсті елтірінің пайда болуы жабайы қоңыр-қара қылшық жүн генінің доминантты мутациясы. Осы геннің мутациясын қолдан сұрыптау және іріктеу арқылы мамандар сақтап қалып қазір көбейтіп отыр. Бірақ бұл доминантты ген гомозиготалы болса қозыны өлімге апарады. Гендік мутациялардың көбі рецессивті болады. Олар организм генотипінде тұқым және популяция генофондтарында жиналып мутациялық қор қалыптастырады. Мутациялық қор организмді экологиялық жаңа жағдайларға ауыстырғанда, ауа райының немесе сыртқы жағдайлардың өзгерген уақыттарда іске қосылып генотиптің бейімділігін арттырады.

9-дәріс. Қан топтары мен биохимиялық полиморфизм

1. 
   Иммуногенетиканың маңызы және шығу тарихы.
   
2. 
   Ауылшаруашылық малдарының қан топтары.
   
3. 
   Биохимиялық полиморфизм.
   
4. 
   Шыққан тегін анықтау.
   
5. 
   Егіздерді зерттеу.
   
6. 
   Қан топтарымен өнім белгілерінің арасындағы байланыс.
   
7. 
   Жаңатумалардың гемолитикалық ауруы.
   

Барлық тірі организмдердің ішкі органдары, ткандері және олардың клеткаларындағы мыңдаған органикалық косылыстардың мөлшері мен сапасы әрқашан бір калыпты және тұрақты болуы керек Оны ғылым тілінде гомеостаз дейді және ол организмдегі көптеген ішкі процестермен реттеліп, сақталып отырады.

Гомеостаз сыртқы жәнее ішкі күштердің әсерінен бұзылуы мүмкін. Организмде гомеостазды корғап тұратын ерекше жүйе бар. Оны иммундық жүйе деп атайды

Соңғы кезде жануарлар иммуногенетикасы жылдам дамып келе жатыр. Көптеген елдерде малдардың қан топтарын зерттейтін лабораториялар мен институттар ашылуда. Қан топтарын зерттеудің маңызы күннен күнге күшейіп келеді. Бұл қан топтары мен полиморфты белоктардын тұқым куалау зандылықтарының жеңіл бақыланатынында, малдың өмірінің ақырына дейін өзгермеуінде және қарапайым әдістермен анықталатынына байланысты.

Иммуногенетиканың тарихы 1900жылдан Ландштейнер адамда АВО қан жүйесін тапқаннан басталды. Адам қанының О тобының сарысуында А және В қан топтарының эритроциттеріне (антигендеріне) қарсы табиғи антиденелер (агглютининдер) бар және олар бір бірімен кездескенде агглютинацияланатынын анықтады. А тобындағы қанның сарысуында тек В тобының эритроциттеріне қарсы антиденелер бар. АВ тобына жататын кан сарысуында А және В тобының эритроциттеріне қарсы антиденелер жоқ (бірақ АВ тобының эритроциттерінде А және В антигені бар), сондықтан АВ қан тобы әмбебап қабылдағыштар.

Ал бәріне жарамды донорлық топқа нөлдік (0) топтағы қан жатады, себебі оның эритроциттерінде А және В антигені жоқ.

АВО жүйесіне жататын қан топтары бар адамдарға қан құю тәртібі мынадай

А-------О------------А

В------ О-----------В

О------ О

АВ---- әмбебап .

Адам қан тобының бүкіл өмір бойы өзгермейтіндігі дәлелденген соң, олардың генетикалық табиғаты зерттеле басталды.

АВО жүйесі үш түрлі аллельдер сериясынанан тұрады. А және В аллельдері О қарағанда басым, бырақ екеуі біріккенде кодоминантты болады, яғни онда А және В антигендері катарынан көрінеді. Сондықтан пайда болатын мүмкіншілік 6 генотип және 4 фенотип түрінде көрінеді.

Ауыл шаруашылық малдарының кан топтары.
Ауыл шаруашылығының малдарының кан топтары 1900ж бастап зерттеле бастады.Эрлих пен Моргенрот ешкілердің канынан айырмашылық тауып,иммунизациялау әдісін жасады. Бір малдын каны

екіншісіне құйылып, ол одан пайда болған антиденелер басқа малды каныңн зерттеуге колданылады. Бұл әдіс мадардң канын зерттеуде кеңінен колданылады.

Кан топтарын зерттеу кан сарысуындағы антиденмен кан түйіршектеріндегі антигендердің өзара әрекеттесуіне негізделген.

Организмдерге енеттін бөгде затты антиген деп атайды. Антигендер өміріне қарай орай антидене деп аталатын козғаушы зат пайда болады.

Антиген антиденелерде белоктардан тұрады. Антигендерге әгтүрлі антиденелердің пайда болуын ж/е олармен әсерлесе алатын канның факторы немесе антигендік фактор деп атайды.

Биохимиялық әдістермен анықталған канның касиетін гемоглабин, глобулин топтары тағы басқа дейді.

Кан топтары антигендермен биохимиалық топтарды біріктіреді. Бір гендер анықтайтын кан топтары бір жүйеге жатады.Бір организмдегі барлық кан топтары канның типін анықтайды.

Антигенді анықтау антиген---антидене риакциасының көмекгімен жүреді.

Бір малдын(адамның) кан түйіршігін 2-ші малдын сарысуымен араластырса,олардың эритроциттері бір бірімен жабысып(аглютинация) қалады. Аглютинация адамның ж/е тауықтын канын зенрттегенде қолданылады, ал кқара малдын канын зерттегенде ол әдіс аз қолданылады.Оларда гемолиз(геймо-қан,лизис-едіру) реакциясы кенінен коданылады. Антиген-антидене реакциясында гемолиз жүру үшін комплименттін қатысуы керек, ол әр түрлі жануарлардын канында(мысалы үй койынын канында ) кездеседі.

Екі организм арасында айырмашылық канынан болса солғұрлым антидене түрлері көп түзіледі.

Сондықтан анти сарысудан антидененің бір түрі қалғанша тазалайды. Бір ғана анти денесі бар анти сарысуды кан тобының реагенті деп атайды.

Ірі қара малды имунизациалау әдістерін колданғанда 10-нан 25мл дейін канды арасын 4-5 күн салып бірнеше қайтара рецинентке құяды. Донарда А,В,С антигендері, ретцепте тек А деп есептеген. Онда ретцепт В және С антигендері қарсы антидене құрайды.

В-реагент алу үшін антисарысуды С антигені бар организімнің эритроциттерімен араластырса С-антиденелер С-антигендерін байлайды, оларды центрифуга арқылы шығарып тастауға болады. Одан кейін сарысудаВ-антиденелер

Ғана қалады,ол реагент ретінде қанның типі белгілі бір малды зерттеуге қолданылады.

Егер имунациямалдын бір түріне ғана жүргізілсе, ,түр арқылы имунация гетереимунация деп аталады. Имундық антиденелермен қатар табиғи антиденелер де болады. Олар қалыпты жағдайда адамның және малдың канында бола береде. Мысалы, ірі қара малда табиғи антидене бар, ол-антиденеj деп белгіленедіғ

Биохимиялық полиморфизм
Қан тобы антигендері сияқты белоктардың сан қиялы полиморфизмінің негізін гендердін аллельлизмі құрайды.Қанның сүтін,жұмыртқаның,еттін, шәуеттің иммуноглобулиннің, ферменттін және басқа белоктарының барлығына полиморфизм тән.

Белоктардың полиморфизімін талдау үшін электрофорез, иммунофорез әдістері қолданылады.

Генетикалық полиморфизм деп белгінің әр түрлі фенотиптерінің қалыптасуын анықтайтын бір гендік лакус-ң бірнеше аллельдік күйін түсінеді.

Генетикалық полиморфизм популяцияларында әр түрлі генотиптінің бар болуын қамтамасыз етіп, онын генетикасының өзгеруінедәуір деңгейде жоғарылатады.

Бір аллельден көп аллельдері бар лакус полиморфты деп атайды.

Эволюция барысында мулация арқылы гендер өзгеріпе, популяцияның кейбір белгілері бойынша көптік аллельлизм пайда болады.

Электрофорез белоктарының түрлі зарядталуына байланысты тұрақты ток өзгерісінде әр түрлі жылдамдықта қозғалуына сүйенеді.

Имуннофорез әдісінде антидене-антизат кешенінің түзілуі нәтежесінде белок тұнбаға түседі.

Казіргі кезде мал түліктерінің белок пен ферментінің 150 астам полиморфты лакустары зертелді.

Таблица

Ірі қара көптеген тұқымдарында Т f А және Т f Д-аллельдері жоғары жиілікпен сипатталады, ал Т f аллелнің жиелігі анағұрлым аз ірі қараның зебу тұқымында керісінше, бұл алльлдң жиелігі 0,66-ға тең.

Генетикалық полеморфизмнің практикалық маңызы.

Қан антигендері мен белоктарының генетикалық полиморфизмі мынадай практикалық қолдану ала аладв:

-ұрықтан шыққан тегін бақылау

-моно және дипоталы егіздеуді зерттеу

-малды-ң туыстық дәрежесін анықтау ж-е популяциялық генетиқалық құрылымын аңықтау

-малдың өнімділік касиетімен және ауруларға төзімділігімен байланысын анықтау

-аналық мал мен эмбрионың Антигендік сәйкестігін бағалау.
Малдың тегін бақылау.
Селекцияда қажет жағдайда малдың тікелей ата-анасын анықтаудын принципті мңызы бар. Малдыы тәжірибе кестесіндегі жіберілетін кателік тұқым мал шаруашылығының өзінде 20-30% дейін жетуіі мүмкін, ал өндірістік шаруашылықта оның деңгейі анағұрлым жоғары. Бұл қодан ұрықтандыру жұмысындағы кателік, сырғаның жоғалып кетуі немесе мал нөмірінің дұрыс оқылмау салдарынан пайда болуы мүмкін

Бұдан бөлек басқа еркек малдың шәуетімен қайта ұрықтауда ұрықтын еркек тегін анықтаудын қажеттілігі туады (мысалы 58% миырдын қайта күйлеуі мүмкін, ал буаздығының ұзақтығы әдетте 270-292 күнге дейін).

З.И. Вагонис және тағы басқалары (1985) малдың шығу тегіндегі Қателік деңгейлері мынадай себептерден пайда болады:

28-49% малды қолдан ұрықтаушы техниктер кінасінан;0,8-10,6% распортық мәліметке сәйкес келмеуінен;0,5-5%-сиырды бір немесе қатар екі күйлеу кезінде түрлі бұқалармен ұрықтауда; 0,9-2,6%-екінші күйлеуде (алшақ) алшақ басқа бұқаның шәуеті мен ұрықтаудан 1,7-1,9%-бір мезгілде туылған бұқпаааларды араластыруда ж/е оларға ен салуда 4-1,25% ұрпақтық шежіреде кестесін дұрыс толтырмаудан.

Малдың шығу тегін мал топтары бойынша бақылау ата-анасында жоқ антигеннің ұрықта бола алмауына негізделеді.
Моно және дизиготалы іздерді иммуногенетикалық талдау.
Егіздің бір(моно не екі(ди) зиготадан пайда болғанын анықтау ушін олардың сыртқы белгілерін талдаумен қатар иммуногенетикалық әдісті колдану сенімді болып саналады және оларды қан топтары бірдей болады. Дизиготалы егіздеудің қан топтары әр түрлі.

Ірі қара егіздерінің 90%Қан тамырының анамотозы (бірігуі) пайда болады, мұның нәтежесінде дизиготалы егіздеуде эритроциттердің химсиризмі баййқалады. Эмбриондық даму кезеніндегі жалпы қан тамыры арқылы дизиготалы егіздеуде эритроцит пен антигендердің екі типі пайда болады. Сондықтан олардың қан топтарының лакустары ерекше ұқсастыыықпен сипатталады. Эритроциттеудің алмасуы эмбриондық дамудың ерте кезеңінде өткендіктен егіздер бір бірінің бөтен антигендеріне антизерттеу түзілмейді. Мұндай Құбылыс толерлиттылық деп аталады. Эритроциттердің түзілуі үшін О антигені басқа барлық барлық кан топтары қатысады. О-антигенінен бұзау туылғаннан соң бірнеше антедан кейін плазмадан эритроциттерге енеді.

Популяция генетикалық құрылымын зерттеу.

Қан топтары мен белоктардың гендерін зерттеу арқылы түрдің пайда болуы мен генетикасын, тұқымының туыстық дәрежесін, популяциясының және тұқымд-ң генетикалық құрылымын анықтауға болады.

Түрлермен тұқымдар шығу тегі бойынша бір бірінен жақындаған сайын олардың қан топтары мен белок жүйелерінің ұқсастығы жоғарылай түседі.

Популяциялардың генетикалық туыстығының өлшемі ретінде генетикалық ұқсастық индиксі қолданылады. Екі популяцияның өзара генетикалық ұқсастығының дәрежесін табу үшін Молл мен Линдстем мына Формуланы ұсынды:

R=Σx*y/√∑Χ²*∑y²

Х пен у- салыстырылып отырған популяциядағы малдардың бірдей аллельдерінің жиілігі; R-генетикалық ұқсастықтардың коэффициенті.

Генетикалық ұқсастықты мал топтары арасында ғана емес , сонымен қатар жеке малдар арасындада анықтауға болады . Бұл үшін салыстыруға алынған екі малдың антигендер құрамы бойынша генотиптері есепке алынады.
R_a=S/n₁+n₂-S;

S- салыстырылып отырған екі малдың ұқсас антигендерінің саны,

n₁ -бірінші млдың барлық антиггендерініңі саны

n₂-екінші малдың.

Аталған болжамдардың әрқайсысының практикалық мүмкіндігі бар. Дегенмен өнімділік немесе ауруға төзімділік- орга-ң күрделі белгілері ,осыған орай олардың дамуы бірнеше гендердің өзара әрекеттесуінің бақылауында боатынын есепке алу керек . Сондықтан тек генетикалық анықталатын иммунологиялық қасиетпен шаруашылық үшін бағалы белгілер арасындағы тығыз байланысты кез келген жағдайда байқау мүмкін болмайды. Байланыстық заңдылық ретінде қаралуы ең алдымен оның генетикалық табиғатымен анықталады, кейде оған сыртқы орта факторлары әсер етуі мүмкін. Мұндай байланысты сұрыптаудың нәтижесі деп қараған жөн: белгілі ортада белгілі генотиптердің дамуына қолайлы жағдай туады, ал басқа генотиптердің бейімділігі төмен болуы мүмкін , сондықтан да олардың шаруашылық үшін бағалы белгілері толық дами алмайды. Осыған байланысты жеке популяциядағы байланыстарды талдаудың белгілі дәрежедегі селекциялық маңызы бар.

Көптеген зерттеуде қан тобының сүт өнімділік көрсеткіштерімен байланысыы табылды . Алайда , бір табында кан тобы мен сиыр сүттілігі арасында байқалған оң байланыс басқа табындарда расталмай отыр. Кейбір зерттеулер Тf АС, ТfАВ және ТfВС генотиптерінің қойдын төлдегіштілігімен, ТfАД және ТfАВ генотиптерінің тірі маса мен жүннің қалындығымен оң байланыста екенің көрмсетті . Сонымен қатар ТfССгенотипі койдың аталған белгілері е кері әсер етеді. Жылқы Шаруашылығында Тfжәне кейбір кан топтары бойынша генотипі гетерозиготалық ұрпақтарды алуды қамтамасыз ететін талдау олардың көбею функциясын жоғарылататының дәлелдеді.

Бір клеткалы организмдер оның ішінде бактерия, вирус және бактериофагтар XX ғасырдың қырқыншы жылдарынан бастап генетикалық арнаулы тексерулерде қолдана басталды. Өйткені бұл уақыт микроорганизмдерді лабораторияда өсіру мәселелерін шешуге, құрылысын зерттеу үшін әртүрлі әдістерді пайдалану және мутациялар алумен байланысты.

Микроорганизмдердің генетикалық зерттеулерде пайдалануына көптеген себептері бар: қолдан дайындаған өсіру орталарында аз уақыт ішінде мыңдаған ұрпақ алуға болады: тіршілік циклы (бактерия) бір сағаттан аспайды: сыртқы мутагендік факторлардың әсерінен тұқым қуалаушы информациясы өте нашар қорғалған, сондықтан мутацияның жиілігі көп клеткалы организмдермен салыстырғанда 100 – 1000 есе көбейеді. Организмнің тіршіліктегі энергия мен зат алмастыру, қоршаған құбылмалы ортада өмір сүру процесін сақтап, артынан ұрпақ қалдару, тек бір хромосомға немесе нуклейн қышқылына орналасқан гендер арқылы бақыланып реттелінеді. Осы ерекшеліктеріне байланысты бактерия мен вирустар геннің құрылысын және функциясын зерттеуде зор маіызы бар. Қазіргі генетикада жиі қолданатын микроорганизмдер: бактерияларда ішек бактериясы (Есоli), салмонелла нейроспор вирустардан: бактериофагтар - осы бактерияларды жегіш вирустар, SV – 40 (маймылда), аденовирус (адамға), Эпштейна - Барра (адамда), кейбір өсімдік клеткаларында тіршілік етіп инфекциялық ауру тудыратын вирустар.

Биологияда жануарларды клетка ядросының қалыптасуына қарай екі түрге бөледі: прокариоттар және эукариоттар. Прокариоттардың клеткасындағы ядроның пішіні тұрақты қалыптаспаған, әртүрлі сыртқы күштердің әсерінен (қышқыл, тұз, ультракүлгін, рентген лазер сәулелері) көптеген өзгерістерге ұшырайды. Эукариоттардың клеткасында ядро тұрақты көрініспен сипатталынады және сұрыптау, мутагендік торлардың арқасында формасын бұзбайды. Прокариоттардың ядро вакульдері – нуклес деп аталады. Нуклестің формасы мен көлемі өте құбылмалы. Мысалы: ішек бактериясы (Ecoli) өзінің көбеюіне бейімді ортада болса, нуклеусі ұзын шырмауық форма құрайды, ал егер осы ортаға 2 % ас тұзын ( NaCl) қосса, нуклеус екі есе қысқарып эллипс формасына келеді, тағы да лейциннің қоспасын тамызса, ол шеңберленеді.

Бактерия клеткасындағы тұқым қуалаушы информацияның ұйымдастырылуы эукариоттармен салыстырғанда көптеген айырмашылығы бар: егер адамның көбею және жыныс клеткаларында 2п = 46 : п = 23 хромосом, сол сияқты ірі қарада - 2п = 60; п = 30 хромосом болса, бактерияның неклеусі тек бір ғана ДНК молекуласынан тұрады. Осындағы гендер жинағын геном деп аталады.

Бұл ДНК эукариоттардың хромосомындағы ДНК - дай бір тізбек құрмайды – дөңгеленіп екі қарама–қарсы ұштарымен бір– біріне жабысады; екінші ерекшелігі – белоктармен қоспа жасамайды. Бірақ прокариоттар мен эукариоттар ДНК құрылысы бәрәмәзге белгілі төрт нуклеотидтерден тұрады. Осыған байланысты бактерия гендерінің (цистрондар) құрылысы және функциясы эукариоттарға қарағанда жеңіл және жылдам зерттелуі керек.

Бактерия геномында боялатын заттар бар (хромотиндер), сондықтан микроскоппен зерттегенде сыңарланған гоплоидты хромосомға ұқсайды. Бірақ бұл геном организмнің тіршілік ету қабілетін де және көбею процесін де өамтамасыз етеді. Дөңгеленіп ұштарымен жабысқан ДНК, ұзындығы 5.10 нуклеотидтерден, молекуласының салмағы 2.0.10⁹ Д дейін жетеді (Дальтон = 1,6.10^-24 грамм).

Бактерияның цитоплазмасында эукариоттың клеткасындағыдай органоидтар бар. Солардың арасында генетикалық тұрғыдан алып қарағанда плазмидтерге көп көңіл бөлінеді.

Бактерияның бейімтал жағдайларында плазмида иесінің ДНК-сымен қосылып ұрпақтан- ұрпаққа тарайды немесе иесінің геномынан ажырасып кейбір гендерін басқа бактерияға жеткізуі мүмкін. Осындай процесс барлық жануарларда кездеседі. Мысалы: бір ауруды емдеу үшін қолданған дәрі (пенциллин) бірнеше рет осы организмге қайталанып берілсе, емдік сапасы біртіндеп төмендейді немесе бұл дәрі басқа аурудың тууына себеп болуы ықтимал.

Вирус геномдары көбінесе РНК- мен сипатталады, неклеус жоқ, тек сыртқы белок қабышығы бар. Мысалы, темекі теңбіл ауруының вирусы таяқша келген, геномы 150-180 нуклеотидтен тұратын РНК, өсімдік клеткаларында тіршілік ететін қоздырғыш зат.
2. Микроорганизм геномдарының репликациясы

Бактерия клеткасының көбею процесі амитозбен өтеді. Алдымен геномның (кариокинез) сонан соң плазманың бөлінуі (цитокинез) орындалады. Клетканың бөліну алдында геномның өзін- өзі өндіруі, керекті белоктардың синтезі және плазмадағы органоидтарының (рибосома, митохондрия, аппарат Гольджи плазмидтер) екі есе көбеюі іске асады. Бірақ митоздағы тәрізді ахроматин жіпшіктері қалыптасып жаңа пайда болған екі клетканы тұқым қуалаушылық қасиеттері жағынан теңдемейді, амитоздан алынған жаңа клеткалардың тіршілікке деген қабілеттері әртүрлі.

Бактерияның өсіп-өну прцесіндегі еі маңызды құбылыс - ДНК өзі екі есе көбейтуі - репликациясы. Клеткадағы ДНК шеібері тығыз бұратылған спиральдан тұрады, ол арнаулы репликациясының басты участогімен мембранаға жалғасқан. Клетка мепмбранасының осы орны - мезосома, шодырланып, өзінің жанына репликация ферменттерін жинайды. Осы уақытқа сәйкесті шодырға тіркелген

Куберманың теориясына қарағанда, бактерия ДНК- сының көбеюі репликация басталатын орыннан екі жаққа қарама - қарсы жүреді, жылдамдығы минутына 30 млн нуклеотид (сол жағына 15, оң жағына 15 млн нуклеотид). Матрицаға ДНК- ның жаңа молекуласының осындай жылдамдықпен жиналуы бірнеше репликация басталатын орындардың бар екенін дәлелдейді.

Вирус клеткаларының сыртқы формасы әртүрлі: таяқша, шар, көпбұрышты болады. Құрылысы өте өарапайым, сыртында белок қабығы бар, ішінде ұзындығы өте аз екі жіпшікті немесе бір жіпшікті ДНК- дан әйтпесе РНК- дан тұратын геномы барРР. Бұл ДНК мен РНК - ның молекулалық салмақтары әртүрлі – 9.0x10⁸ Д кейінгі аралықта. Нуклеотидтердің саны 50 –100000 н. Вирустың өсіп - өну сәйкесті клеткаларда, тканьдерде, организмдерде өтеді. Бактерия клеткасында өсіп - өнетін вирустарды бактериофаг дейді.

Геномдары ДНК –дан тұратын вирустар клетка мембранасының сыртқы қабатына жалғасып лизоцим ферменттері арқылы мембрананы ерітеді, денесінің сығылуы арқылы геномын бактерияның ішіне кіргізеді. 8 – 9 минуттан кейін вирустың ДНК–сы иесінің клеткасында көріне бастайды және белок қапшықтарымен пісу сатысынан өтеді. Иесінің клеткасына сіңген бактериофагтар 15 минуттан кейін клетканы бұза бастайды, ал 16-18 минутта лизиз процесі бітеді.

Бактерия мен вирустардың тіршілік арақатынасында екі түрлі бактериофагтың бар екенін табылады – вирулентті фагтар клетканы лизиске ұшырататын улылығы бар вирустар, жеткіліксіз, сондықтан олар иесінің геномына (ДНК–на) комплементарлы түрде жалғасады. Иесінің ДНК–на жалғасқан вирусты – профаг деп атайды.

Профагтың ДНК–сы бактерия ДНК–мен комплементарлық ережені пайдаланып екі түрде жалғасуы мүмкін. Кроссинговер арқылы бактерия геномын жалғанып ұрпақтан–ұрпаққа өзінің қасиетін таратады. Бактерияда бір емес бірнеше профаг болуы мүмкін. Осындай бактерияларды ерімтал бактериялар деп атайды, белгілі жағдайлардың әсерінен лизиске ұшырайтын клеткалар. Бірақ сыртқы және ішкі орта көп өзгермесе, ерімтал бактериялардың құрамындағы профагтар көп уақытқа дейін инертті болады, иесінің клеткасына зақым тигізбейді. Генетиктердің мәліметтері бойынша, профагтың бактерия ДНК– нан босалуы 10 мың рет бөлінудің біреуінде ғана кездесе.

Көп жағдайларда профагтың тұқым қуалаушы қасиеттері, бактериялардың келесі жаңа пайда болған клеткаларына берілмейді, өйткені бактерия ДНК– сының репликациясы өткен уақытта оған қиыстырылған фаг ДНК– сынан транскрипция жүрмейді, клетка – профагтың геномынан транскрипция жүрмеуі үшін, инертті белоктармен осы локусты жауып тастайды (генотиптің реттелушілік қасиет).

Екінші жағынан, профагтар арнаулы жағдайларда иесінің геномының комплементарлы участкаларын бөліп алып, келесі көрші клеткаларға тасымалдауы мүмкін. Бұл жағдайды гендік инженерияда және биотехнологияда пайдалануға болады.

Вирустың төртінші гені - ОПС бактерияның рибосомында белоктың құралуын бақылайды. Бұл белок вирусты құрастыруға қатыспайды, бірақ ие клетканың дұрыс бөлінуін бұзып ісік тканьдерінің пайда болуына мүмкіндік жасайды.
3. Тұқым қуалайтын өзгергіштіктердің түрлері

Микроорганизмдер басқа тіршілік сатыларындағы жануар түрлеріне қарағанда өзгергіштікке тез берілетін формалар. Бактерия мен вирустарда, сыртқы сұрыптау күштерінің және өздерінің функцияларының әсерімен, генетикада талданған түрлерін кездестіруге болады. Бірақ тұқым қуалаушы информацияның құрылымы ерекше болғандықтан мутациялар бір бағытта жүреді. Тұқым қуалайтын өзгергіштік донор геномының бөлшектерінің реципиентке ауытқуына байланысты. Осы жағдайда бірінші бактерия клеткасы өзінің тұқым қуалаушы информациясының құрылымы ерекше болғандықтан мутациялар бір бағытта жүреді. Тұқым қуалайтын өзгергіштік донор геномының бөлшектерінің реципиентке ауытқуына байланысты. Осы жағдайда бірінші бактерия клеткасы өзінің тұқым қуалаушы информациясының бір локусынан айырылады, ал локустағы гендер әртүрлі факторлардың көмегімен екінші клеткаға көшіріледі. Бұл құбылыстың арқасында донор мен реципиенттің генодарында гендер арақатынастарының жаңа түрлері пайда болады немесе рекомбинация өтеді.

Микроорганизмде жыныстық жолмен көбею жоқ, сондықтан тұқым қуалайтын өзгергіштің пайда болу жолы басқаша. Бактериялардағы рекомбинациялар үш түрге бөлінеді: трансформация, трансдукция, конъюгация.

Трансформация. Бұл құбылысты 1928 ж. Ф. Гриффитес лабораторияда пневмакокк бактериясының екі штампымен арнаулы тәжірибелер жүргізу арқылы ашты. Бірінші түрі вирулентті. Егер осы штаммен ақ тышқандарды инъекцияласа (терінің астына жіберсе) олар өкпенің қабынуы арқылы ауырып тез арада өліп қалады, ал тышқандарды екінші - авирулентті штамымен инъекцияласа, лабораториялық жануарлар ауырмайды, тірі қалады. Бұл тәжірибеден пневмакокк бактериялардың түрлері бір-бірінен қарама-қарсы қасиеттерімен ажыратылатындығын көруге болады. Екінші тәжірибелері күрделірек жүргізілген.

Вирулентті пневмакоккті қыздырып, сонан соң тышқандарды инъекцияласа (2-сурет, II тәжірибе) жануарлар ауырмайды, тірі қалады. Ал оларды екінші рет авирулетті, өкпе ауруын тудырмайтын штаммен ексе, тышқандар ауырып өлімге шалдығады. Бұл құбылыстың негізін 1944 жылы О. Эвери толық дәлелдеп береді: вирулентті штамды қыздырғанда бактерияның геномы ауруды қоздыратын белок синтезінің гендерінен босанады. Бактерия ДНК – ның осы гендер орналасқан локусы иесінен бөлініп сыртқы ортаға шығады - бұл трансформациялық фактор. Ал тышқандарды екінші рет авирулентті штаммен инъекциялағанда, вирулентті пневмакокктан, қыздырғанда температураның әсерінен жеке бөлінген трансформациялық фактор авирулентті түрінің ішіне сіңіп, геномының құрамына қосылады. Сондықтан екінші штамм жаңа белгіге ие болады да улылығымен тышқандарды өлтіреді. Осы құбылысты бірінші бактерия өзінің тұқым қуалаушы белгісінен айрылуын, екінші штамм жаңа белгіге ие болуын трансформация деп атайды. Трансформацияда, реципиент геномындағы өзгерістер өзінде жоқ белгінің гендерінің доноры ДНК – дан келіп қосылуына байланысты.

Екінші тәжірибелерінде екі түрлі салмонелла бактерияларын жеке емес бірге өсірген, бірақ араласып кетпеу үшін екі пробирканы бір-біріне жалғастырып, екі түрлі бактерияларды фильтрмен бөлген (3-сурет). Осындай жағдайда жағдайда бактерия

түрлерінің өсіп – көбеюіне, қолдан жасалған қоректік қоспаға, жоғарыда айтылған амин қышқылдарын қосудың қажеті болмай қалды.

Басқаша айтқанда 22А және 2А штамдар өздерінің өсуіне қажетті заттарды синтездей алатын гендерге ие болады: бірінші бактерия триптофонды, екінші - гистидинді құрастыратын гендерді геномдарына қосып алған. Бұл рекомбинацияны ДНК – ның құрамында жаңа гендердің пайда болуын авторлар 22А лигозенді бактериясының геномынан профаг Т-22 босанып (3-сурет), бактериялық фильтрден өтіп, екінші штамның клеткасын (2А) бұзып, оның геномындағы триптофан генін өзінің иесінің ДНК – на тасымалдап, тиісті орнына орналасуына байланысты екендігін дәлелдейді. Микроорганизмдер арасындағы рекомбинацияның профагтардың көмегімен жүруін трансдукция деп атайды.

1 - бактериялық фильтр;

2 - бактериофаг.
Трансдукцияның негізінде екі түрлі жалпы және арнаулы нәтижелерге жетуге болады. Жалпы – трансдукцияның арқасында донордан реципиентке әртүрлі гендердің тасымалдануы мүмкін, гендердің орналасуы және қандай белгілердің бақылайтындығын есепке алу қиынға түседі.

Арнаулы трансдукция – ген ДНК – мен комплементарлы байланыста болады.

Трансдукция табиғи жағдайларда жиі кездеспейді – 1 – 100 млн бөлінуде бір рет көрінеді, ал арнаулы жүргізетін рекомбинацияларда да трансдукциялық жиілігі реттеліп отырады.