Жаратылыстану факультеті
жүктеу/скачать 2,07 Mb.
|
МГҚА. 15 лекция.
Квант 1-4
- Бұл бет үшін навигация:
- Генетикалық материалдың табиғаты.
- ДНҚ — генетикалық информацияны сақтаушы
| 2-лекция. Нуклеин қышқылдарының биологиялық маңызы және генетикалық материалдың табиғаты. ДНҚ-ның генетикалық ақпаратты сақтаушы екендігі.
Генетикалық материалдың табиғаты. Тұқым қуалаушылықтың физикалық және химиялық негіздері туралы алғашқы мәліметтер микроорганизмдерді зерттеу жұмыстарынан алынды. Адам мен үй хайуанаттары ауруларының қоздырушысы ретінде қаралатын бактериялар тұқым қуалаушылықты және генетикалық материалды зерттеп тануда қолайлы объект болып шықты. Вирустар бактерияларға қарағанда тым қолайлы объект, өйткені олардың құрылысы өте қарапайым. Вирустардың кейбір формалары тек бактерияларда ғана тіршілік ете алады, олар бактериофаг деп аталады. 1922 ж. Г. Меллер бактериофагтар мен гендердің ортақ қасиетіне назар аударды: екеуі де өздерінің көшірмесін жасау арқылы көбеюге қабілетті. Осының өзі бактериофагтарды «босатылған, жіберілген» ген ретінде қарап, олар бактериялық жасушаға түскенде ғана өніп-өрби алады деген жорамал ұсынуға мүмкіндік берді. Бұл жорамал микроорганизмдерді генетикалық тұрғыдан зерттеу жұмыстарын ынталандырды. ДНҚ — генетикалық информацияны сақтаушы. Қазіргі күндері геннің дезоксирибонуклеин қышқылының (ДНҚ-ның) бөлігі екендігі жалпыға мәлім. Осы бірегей нуклеин қышқылының өзін 1868 ж. швейцариялық дәрігер Ф. Мишер жасуша ядросынан (лат. nuklein) бөліп алу арқылы ашқан еді. Кейін 1924 ж. биолог Р. Фельген ДНҚ-ның хромосома құрамында болатынын көрсетті. Мұның өзі ДНҚ-ның генетикалық материал екендігін көрсеткендей болды. ДНҚ-ның тұқым қуалаушылықтағы рөлін айқындауда, ағылшын бактериологы Ф. Гриффитстің 1928 ж. пневмококк бактерияларында ашқан трансформация құбылысының маңызы зор. Пневмококк бактериялары сүтқоректілер өкпесінің қабынуын (пневмонияны) қоздырып өліміне себепші болады. Сондықтан, мұндай бактериялар патогенді немесе вирулентті болып есептелінеді. Себебі, олардың полисахаридті қабығының шырышты бөлігі даралардың иммундық жүйесінің фагоциттеріне қарсы антизаттар (у) бөліп шығарады. Вирулентті бактериялар қоректік ортада тегіс шоғыр (колония) (S = штамм) түзеді. Шырышты қабығы жоқ вирулентті емес бактериялар мутация арқылы пайда болады. Олар қоректік ортада кедір-бұдыр колониялар (R = штамм) түзеді. Тышқандарға осындай бактерияларды енгізсе, онда олар фагоцитоз нәтижесінде бактериялық жасушаларды жойып, тірі қалады. Бірақ вирулентті S-бактериялармен инъекцияланған тышқандар өкпесінің қабынуынан өледі, өйткені бұл бактериялардың сыртын өздері синтездейтін шырышты қабық жабады. Ал, алдын ала қыздыру арқылы өлтірілген S-бактериясымен (шырышты қабығынан айырылған) инъекцияланған тышқандар да тірі қалады. Ф. Гриффитс тышқандарға пневмококтың R-штаммын және қыздыру арқылы капсуласынан айырылған S-штаммын бірге инъекциялады. Бұл арада, күткен нәтиженің— тышқандардың тірі қалуының орнына, олардың барлығы өліп қалды. Пневмониядан өлген тышқандардан шырышты қабығы бар S-вирүлентті штамм бөлініп алынды. Демек, S-штамының вируленттік қасиетін анықтайтын зат R-штамына өтетіні анық болды. Осыдан келіп, Гриффитс вирулентті емес R-штамм вирулентті штамға ауыса (трансформациялана) алады деген қорытынды жасады. Құбылыстың өзі трансформация деп, ал бактерияның қасиетін өзгертетін зат трансформациялаушы фактор деп аталды. Көп жылдар бойы трансформациялаушы фактор және оның субстанциясы жұмбақ болып келді. Тек 1944 ж. американ бактериологтары 0. Эвери, К. Мак-Леод және М. Мак-Карти трансформациялаушы фактор яғни тұқым қуалау қасиетін өзгерте алатын зат — ДНҚ екендігін атап көрсетті. Олар өсіп жатқан R-бактериялар себіндісіне (культурасына) S-штаммнан тазартылып алынған ДНҚ қосылса, кейбір R-бактериялар полисахаридті қабық түзетінін байқады (Іә-сурет). Кейін Эвери және оның әріптестері трансформациялаушы фактор тек дезоксирибонуклеаза ферментінің әсерінен жойылатынын нақты деректерімен көрсетті, ал бұл ферменттің тек ДНҚ молекуласын ғана ажырататыны бұрыннан белгілі болатын. Сонымен 0. Эвери өз қызметкерлерімен бірге бактериялардың жаңа қасиеті ДНҚ-ға байланысты, яғни, тірі организмде генетикалық информацияға ДНҚ жауапты деген қорытындыға келді. Бірақ олар ашқан жаңалықтың іргелі мән-мағынасы әртүрлі себептермен өз уакытында бағаланбады. Тұқым қуалауда ДНҚ-ның басты рөл атқаратынын 1952 ж. А. Херши мен М. Чейз бұлтартпай дәлелдеп берді. Олар тәжірибені Т2 бактериофагына жүргізді. Бұл вирус ДНҚ-дан және Ақуыз қабығынан тұрады. Фагтың Ақуызты қабығы радиоактивті күкіртпен (S35), ал ДНҚ-сы радиоактивті фосформен (Р32) белгіленді. Бактерияны радиоактивті элементтермен белгіленген фагтармен жұқтырғанда фосфордың жасушаға енгені, ал күкірт оның сыртында қалғаны байқалды. Бактерия жасушаларында көптеген жаңа, пісіп жетілген фагтар пайда болды (1б-сурет). Бұдан бактерияға фаг ДНҚ-сы өтеді, жаңадан түзілген фагтардың барлық қасиеттері ДНҚ-ның бақылауында болады деген қорытынды жасауға болады. Қазіргі кезде эукариоттарда бактериялардың трансформациясы айнымай байқалады, бірақ ол тарихи сипаттағы себептерге байланысты трансфекция деп аталады. Эукариоттарда тимидинкиназа ферментінің синтезделуін ТК (тимидинкиназа) гені басқарады. ТК гені жоқ эукариот жасушалары тимин жоқ болса өспейді. Осындай жасушаларға ТК гені бар ДНҚ препаратын қосса, онда ТК генін алған кейбір жасушалар өсіп, жеке шоғыр құрайды. Кейбір вирустар ДНҚ-дан емес, рибонуклеин қышқылынан (РНҚ-дан) құралған. Химиялық құрылысы жағынан РНҚ-ның ДНҚ-дан аздаған айырмашылығы болғанымен, мұндай вирустарда ол генетикалық материал ретінде пайдаланылады. Мұны 1955—1960 жылдары Г. Френкель Конрат және С. Шрам темекі мозаикасы вирусында дәлелдеді. Сонымен прокариоттардың басым көпшілігінде және барлық эукариоттарда генетикалық информацияның іске асуын ДНҚ, ал кейбір вирустарда РНҚ бақылайды деп қорытынды жасалды. Трансформация у бактерий http://www.genetics.timacad.ru/Gazeta/Transform.htm жүктеу/скачать 2,07 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|