Жаратылыстану факультеті
Бактериялар және олардың геномы
жүктеу/скачать 2,07 Mb.
|
МГҚА. 15 лекция.
- Бұл бет үшін навигация:
- Вирустар, олардың геномының құрылысы және көбеюі.
| Бактериялар және олардың геномы. Бактерия жасуша қабығымен қоршалған, оның ішінде цитоплазма, ядролық аппарат, рибосомалар, ферменттер, плазмидалар және т. б бактериялық элементтер бар. Эукариот жасушасынан айырмашылығы бактөрия жасушасында митохондриялар, Гольджи комплексі және эндоплазмалық тор жоқ. Бактерияның ядролық аппараты цитоплазмадан мембрана арқылы айқын оқшауланбаған (прокариоттық организм), осы себептен олар нуклеоид деп аталады. Нуклеоид аймағында ядрошық жоқ және нағыз хромосома да байқалмайды. Нуклеоид бактерияның генетикалық материалы — жалғыз молекулалы, ұзындығы 1 мм шамасында сақина формалы ДНҚ кездеседі. Оның молекулалық массасы — 3х109 және шамамен 5х106 жұп нуклеотидтерден тұрады. Бактериялық жасушаның ДНҚ-сының жалпы мөлшері (геномы) эукариоттардыкінен әлдеқайда аз, демек мұнда коделенген генетикалық информация да аз. Орта есеппен осындай ДНҚ-да бірнеше мың гендер бар, мұның өзі адам жасушасындағы гендер санынан 500 еседей аз екендігін көрсетеді.
Генетикалық белгілердің басым көпшілігін бақылайтын бактерияның генетикалық жүйесі шартты түрде «хромосома» деген атауға ие болды. Эукариоттық хромосомалармен салыстырғанда бактериялық хромосома құрамында негізгі ақуыздар болмайды, центромералар жоқ, митоз арқылы жаңа жасушаларға ажырамайды және мейоз кезеңдерінен өтпейді. Осы айырмашылықтарға қарамастан бактериялық ДНҚ-ның негізгі массасын белгілеу үшін «хромосома» терминін пайдалану ыңғайлы болып шықты. Вирустар, олардың геномының құрылысы және көбеюі. Кейбір (негізінен өсімдік) вирустарда рибонуклеин қышқылы (РНҚ), ал басқаларында (оның ішінде жануарлар мен бактериялардың көптеген вирустары) дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) бар. Вирустардың нуклеин қышқылдары жалғыз немесе қос тізбекті, түзу немесе сақиналы болуы мүмкін. Генетикалық зерттеулерде бактериофаг немесе фаг деп аталатын бактерия вирустары жиі қолданылады. Бактериофагтардың тез көбеюі тәулігінде бірінің артынан бірі екі ұрпаққа будандастыру жүргізуге мүмкіңдік береді. Дрозофилада мұндай будандастыру 3,5 аптаны, жүгеріде — ең аз дегенде бір жылды керек етеді. Бұдан басқа бірнеше ғана миллилитр культура сұйықтығындағы фаг популяциясының қисапсыз саны өте сирек генетикалық құбылыстарды бақылауға мүмкіндік туғызады. Кейбір фагтар иесінің жасушасы ішіне енгеннен кейін репликацияланбайды, оның орнына олардың нуклеин қышқылы иесінің ДНҚ-сымен байланысады. Бұл арада фаг ДНҚ-сы бірнеше ұрпақтар кезеңінде иесінің ДНҚ-сымен бірге репликацияланады, бірақ жасушаны лизиске түсірмейді. Осыңдай фагтар орташа фаг деп аталады, ал мұндай фагтары бар бактериялар лизогенді деп саналады. Бактерия лизиске ұшырауы мүмкін, бірақ ол фагтың активтілігі басталғанша іске аспайды деп түсіну керек. Активтілігі жоқ фаг профаг немесе провирус деп аталады. Бактерия ДНҚ-сы мен профагтың бірігіп тіршілік ету процесі лизогения деп аталады. Лямбда фаг орташа фаг қатарына жатады. Оның геномы қос тізбекті ДНҚ-дан құралған. Фаг ДНҚ молекуласының формасы түзу, оның ұштары комплементарлы (жабысқақ). Бактерия жасушасына енген λ фагтың ДНҚ-сы тұйықталады да, өз көшірмелерін синтездейді. Лямбда фагтың геномын екі типке болуге болады: маңызды және маңызды емес. Біріншісіне фагтың лизистік дамуын және көбеюін коделейтін құрылымдық гендер жатса, екіншісіне реттеуші, интеграциялық және т. б. гендер жатады. Лямбда фагтың осы ерекшеліктері ген инженериясында рекомбинантты молекулалар — векторларды құрастыруда қолданылады. 1970 ж. АҚШ ғалымдары Г. Темин және Д. Балтимор бір-біріне тәуелсіз таң қаларлық жаңалық — кері транскрипция процесін ашты: ретровирустардан бөлінген ерекше ферменттің әсері арқылы матрицалық РНҚ-ның негізінде ДНҚ молекуласы синтезделе алады. Фермент кері транскриптаза (кейде, ревертаза) деп аталады. Бұл ферменттің әсерінен жасушаға енген «оң» тізбекті РНҚ-дан «теріс» тізбекті ДНҚ синтезделеді, ары қарай РНҚ/ ДНҚ — гибридтік тізбек ыдырап, «теріс» ДНҚ матрицасынан ДНҚ-ның «оң» тізбегі түзіледі. Пайда болған қос тізбекті ДНҚ жасушаның ДНҚ-сымен байланысқа түседі. жүктеу/скачать 2,07 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|