Жаратылыстану факультеті
РЕТРОВИРУС — (retrovirus) РНК содержащий вирус, гены которого могут превращаться в ДНК под действием фермента обратной транскриптазы
жүктеу/скачать 2,07 Mb.
|
МГҚА. 15 лекция.
- Бұл бет үшін навигация:
- 14-лекция.
- Трансформация
| РЕТРОВИРУС — (retrovirus) РНК содержащий вирус, гены которого могут превращаться в ДНК под действием фермента обратной транскриптазы, ... Наиболее известный и активно изучаемый представитель — вирус иммунодефицита человека. После инфицирования клетки ретровирусом в цитоплазме начинается синтез вирусного ДНК-генома с использованием вирионной РНК в качестве матрицы. Все ретровирусы используют для репликации своего генома механизм обратной транскрипции: вирусный фермент обратная транскриптаза (или ревертаза) синтезирует одну нить ДНК на матрице вирусной РНК, а затем уже на матрице синтезированной нити ДНК достраивает вторую, комплементарную ей нить. Образуется двунитевая молекула ДНК, которая, проникнув через ядерную оболочку, интегрируется в хромосомную ДНК клетки и далее служит матрицей для синтеза молекул вирусных РНК. Эти РНК выходят из клеточного ядра и в цитоплазме клетки упаковываются в вирусные частицы, способные инфицировать новые клетки. По одной из гипотез, ретровирусы могли произойти от ретротранспозонов – подвижных участков генома эукариот.
14-лекция. Геномның мобильді (көшпелі) элементтері. ДНҚ рекомбинациясы. Согласно определению, мобильные генетические элементы (МГЭ) эукариот представляют сегменты ДНК, которые могут изменять свое местоположение в пределах генома. МГЭ распространены повсеместно и составляют существенную часть геномной ДНК многих изученных организмов. Бактерияның генетикалық ұйымдастырылуының тұрақтылығы туралы алғашқы көзқарастар 1970 жылдары МГЭ ашылуымен өзгерді. Бактериялық МГЭ екі түрлі болуы мүмкін: IS (ағыл. «insertion sequens»— инсерциялық тізбек) және Тn — элементтер (транспозондар). Екі элемент те бактериялық геномда орын ауыстыруға қабілетті, нәтижесінде әр түрлі мутациялардың шығу көзі болып саналады. Бұл мутациялар геннің әсерін толық тежеп тастайды. Инсерциялық тізбектер салыстырмалы ұзын емес және ол өзінің транспозициясын ғана коделейді. IS — элементтердің ұштары инверсиялы қайталанатын тізбектерден құралған. Транспозондарда, өзінің транспозициясын коделейтін гендерден басқа, бактерияның қосымша қасиеттерін сипаттайтын гендер де бар. Транспозондар және инсерциялық элементтер бактериялық плазмидалардан жиі табылды, олардың басым көпшілігі төзімділік R — факторымен байланысқан және де бактериялық жасушаның антибиотиктерге, ауыр металдардың иондарына төзімділігін анықтауға қатысады. Қорыта айтқанда, IS — және Тn — элементтерінің орын ауыстыра алу қабілеттілігі генетикалық инженерия үшін маңызды болып табылады. Мобильді генетикалық элементтерге (жалпы аталуы — транспозондар) геномның біршама бөлігі (10— 20%) келеді. Олар тандемді гендерге қарағанда құрылымы бойынша әр текті және геномның бір аймағында ғана топталмай әр түрлі бөліктерінде таралған. Әдетте «көшпелі» геннің екі ұшындағы нуклеотидтердің орналасу қатары бірдей болады. МГЭ-тің басты қасиеті — хромосоманың бір бөлігінен екінші бөлігіне, тіпті бір хромосомадан басқа хромосомаға да орын ауыстыра алады. Егер ол экзонның не интронның құрамына енсе, онда мұндай мутацияның нәтижесінде қалыпты ақуыз синтезі өзгеруі мүмкін. Жалпы мұндай мобильді гендердің орын ауыстыруы сирек құбылыс—104—105-де байқалады. МГЭ геномның эволюциясында маңызды рөл атқарады. Сонымен қатар, мобильді гендердің қасиеті ген инженериясында пайдаланылады. Мобильді гендердің хромосомада орын ауыстыруы транспозиция деп аталады. Транспозиция нәтижесіндө негізінен гендік мутациялар, сондай-ақ инверсия, делеция және транслокация сияқты құрылымдық мутациялар пайда болады. Осыған байланысты мутациялардың біршама бөлігі (әр түрлі генетикалық локустар үшін 10-нан 90 пайызға дейін) транспозиция көмегімен түзіледі. Кейбір бактериялардың хромосомалық ДНҚ орналасқан нуклеоид аймағының басқа бөлігіңде ДНҚ-ның тұйық, кішігірім қосымша молекулалары табылды. Бұл қосымша генетикалық элемент плазмида деген атауға ие болды. Плазмида деп автономды ауторепликацияға қабілетті, хромосомамен байланыспаған, сақина тәрізді ДНҚ молекуласын айтады. Хромосомамен біріге алатын плазмидалар эписома деп аталады. Алғашқы кезде плазмида мен эписомалар жеке ұғымдар ретінде қаралды. Эписомаға Ғ — фактор және «орташа фаг» деп аталатын генетикалық құрылымдар жатады. Қазіргі кезде бұл екі топ жалпы терминмен «плазмида» деп аталады. Плазмида мөлшері 103 нуклеотид жұптарына тең бактериялық хромосоманың үштен бір бөлігіне дейінгі ДНҚ молекуласы. Плазмиданың көбеюі автономды деп жиі қаралады, алайда, олардың репликациясы бактерияның хромосомалық геномымен бақыланады. Шындығында да, плазмида ДНҚ-сының нуклеотидтер тізбегі ата - аналық плазмида ДНҚ-сымен анықталады, міне осы тұрғыдан плазмида репликациясы автономды деп саналады. Плазмида табиғатта кеңінен таралған, соңғы кездерде ол құрылысы жағынан вирустан да қарапайым жасуша ішіндегі паразит немесе симбионт деп саналады. Плазмида мен вирустың көптеген қасиеттері бірдей болғанымен, плазмида тек ДНҚ молекуласынан ғана құралған құрылым, оның қандай да бір капсидті (қабықты) коделейтін гендері жоқ. Осыған байланысты плазмида ақуызды қабықпен қоршалмаған, сондықтан олар табиғи жағдайда. жасушадан тыс бөлікте тіршілік ете алмайды (алайда, плазмида лабораториялық жағдайларда таза табиғи күйде сақтала алады). Плазмида бактериялық хромосомаға енген кезде оның репликациясы бактерияның «ядролық» генінің бақылануында болады, ал плазмида еркін жағдайда болғанда ол өз репликациясын өзі іске асырады. Табиғи жағдайда кездесетін плазмидалар өздерінің мөлшері бойынша әрқилы өзгереді, олардың молекулалық массасы 1х106-нен 150х106-ға дейін ауытқиды. Сонымен, бактериялық плазмида бактериялық хромосомаға қарағанда 17—2300 есе қысқа. Бұдан, 5000-ға жуық гені бар бактерияның хромосомасымен салыстырғанда плазмида 2300-ден астам гендерді шоғырландыруы мүмкін. Қазіргі уақытта айқын фенотиптік айырмашылығы бар плазмидалардың 10 класы белгілі. Бұларға біріккен плазмидалар (ген инженериясының әдісімен жасалған немесе табиғи біріккен плазмидалар) кірмейді, өйткені олардың түрлері шексіз болуы мүмкін. Плазмидалар класының үш типі — Ғ, R және Col — өздерінің көріну әсерлері бойынша белгіленді: фертильді (жыныс) фактор, резистентті (антибиотиктерге т. б.) және колицин синтезі. Жалғыз бактериялық жасушада плазмидалар саны едәуір өзгереді. Ғ және R плазмидалар бактериялық хромосомаға әдетте біреуден немесе бірнешеден келеді, алайда, кіші плазмидалар көптеп кездесуі де мүмкін. Жасушада СоlЕІ плазмидасының 18-ге дейін, ал стафилококтың ұсақ плазмидалары 20—30 және одан астам рет кездесетінін тәжірибелер дәлелдеді. 1942 жылдан бастап 1952 жыл аралығында бактериялар мен фагтарда генетикалық материалдың рекомбинациясына әкелетін үш негізгі процестер шешімін тапты: трансформация, конъюгация және трансдукция. Трансформация молекулалық генетиканың қалыптасуыңда үлкен рөл атқарды. Трансформацияда ДНҚ молекулалы бір штамманың (донордың) жасушасынан басқа штамманың (реципиенттің) жасушасына ауысады. Генетикалық маркерлердің көмегімен реципиент фенотипі өзгеретіні туралы қортынды жасауға болады. Трансформацияның механизмінде ортаға алдымен донор жасушасының ДНҚ молекуласы немесе оның фрагменті бөлінеді (донор реципиентпен жанаспайды). ДНҚ молекуласы реципиент жасушасының қабығына жиналып болғаннан соң, ДНҚ ерекше ақуыз көмегімен жасушаның ішіне енеді. Бактерия енген қос тізбекті ДНҚ бір тізбекті ДНҚ-ға айналады: ДНҚ-ның бір тізбегі деградацияланады. Соңғы стадияда жалғыз тізбекті фрагменттің реципиент жасушасы ДНҚ-сымен байланысуы өтеді. Трансформацияның барлық процесі 10—30 мин. ішінде аяқталады. Реципиент бактериялардың трансформацияға қабілеттілігі олардың физиологиялық жағдайына байланысты. Осындай физиологиялық дайындық компетенттілік деп аталады. жүктеу/скачать 2,07 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|