Молекулалық биология дәрістер жиынтығы Кіріспе
Дезоксиринбонуклеин қышқылы –ДНҚ
жүктеу/скачать 0,87 Mb.
|
molekulalyk biologiya alpamysova gulzhayna
| Дезоксиринбонуклеин қышқылы –ДНҚ организдердің басым көпшілігінде (құрамына РНҚ кіретін вирустерден басқа ) тұқым қуудың материалдық негізі болып табылады.ол адамның және барлық басқа организмнің жасушаларында болады. Сонымен бірге ДНҚ кейбір бактериофагтар мен вирустарда да болады. Организмдегі барлық жасуша ядроларында ДНҚ саны әрдайым бірдей болады.
ДНҚ – ұзын макромолекула, оның негізгі құрылыс мүшелері дезоксирибонуклеотидтер болып табылады. Нуклеотид үш құрылымды элементтен: органикалық қосылыстан, көмірсутегінен және фосфор қышқылфынан құралған ДНҚ-да дезоксирибоза деп аталатын көмірсутегімен фосфор қышқылы барлық нуклеотидтерде бірдей; нуклеотидтерде органикалық қосылыстартар бірнешеу: аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) жән цитозин(Ц). ДНҚ молекуласы ширатылған қос тізбекті спираль (лат. «спиралис»- шиыршық сым) тәрізді иірілген. Әр тізбектің нуклеотидтерінің бір-бірімен кезектесіп жалғасқан көмірсутегімен фосфаттың қатары осы спиральдың қаңқасы болып табылады. Шиыршықтың ішкі кеңістігінде бір тізбектің азо ттық негізінде екінші тізбекке сәйкес негіздермен сутегілік байланыстар құрып, бір-бірімен берік ұстасып тұрады. Азоттық негіздердің химиялық құрылыстарының ерекшеліктері бір тізбектің аденині (А) екі сутегілік байланыс нәтижесінде екінші тізбектің тек тиминінен (Т) ғана , ал гуанин (Г) үш байланыс арқылы тек цитозинмен (Ц) ғана біріге алатынн көрсетеді. Яғни, бір тізбектің бойындағы азоттық негіздердің орналасу тәртібін де өтеоңай анықтауға болады. Осындай бірінн бірге сәйкес келетін тізбектерді бір-біріне комплементарлы ( комплементарлы- сәйкес, толықтырушы) деп атайды. ДНҚ- ның шиыршық қаңқасы үнемі қайталанып ротыратын көмірсутк-фосфат тобы болса, оның кеңестігінде біріккен азоттық негіздердің жұбы бірінен кейін бірі тізбектерінің бағыты бір-біріне қарама-қарсы. Спиральдың бір ұшында бір тізбек углеводтың 3- көміртегінің гидроксил тобымен бітсе, екінші тізбек 5-көміртегімен байланысқан фосфатпен аяқталады. Ал спиральдің ол тізбектерінің екінші ұштары керісінше аяқталған, сондықтан ол тізбектердің бағытын былай белгілейді:3→5 және 5→3, яғни олардың бағыты қарама –қарсы деген сөз. ДНҚ молекуласы шиыршығының формасы (сырт пішін) сағат тілінің бағыты бойымен оңға қарай ширатылған, ол бұралған баспалдаққа ұқсайды. Екі жіпшенің арасындағы жұптасқан А-Т жән Г-Ц топтары ол баспалдақтың басқыштары секілді. Шынында да ДНҚ молекуласында ол «басқыштар» бір-біріне оралып спираль болып айналуы шарт екен. Сонымен қатар спираль ішіндегі параллель орналасқан жұп азоттық негіздердің арасында гидрофобтық және дисперсиялық (лат. «дисперсус»- шашылу, ыдырау) күштің әсерімен қосымша байланысты – стэкинг байланысы деп аталады. Мұндай байланыс пуринді азоттық негіздердің арасында күштірек. ДНҚ- молекуласын спираль күйінде ұстап тұратын осы байланыстар. Нуклеин қышқылдарында екі түрлі пентозалар табылған. Атап айтқанда ДНҚ және РНҚ –ның арасындағы айырмашылық олардың құрамындағы осы пентозаның сипатымен анықталады. Екі түрлі нуклеин қышқылдардың аты да пентозаның сипатымен анықталады. ДНҚ-да пентоза-2 – дезоксирибоза, ал РНҚ-да рибоза. Айырмашылығы қанатты сақинадағы екінші орында гидроксилдік топтың болуы н болмауына байланысты.(23-сурет) Нуклеин қышқылдарының құрамына азоттық нгегіздер (пуриндер жән пиримидиндер), қант (дизоксирибоза немесе рибоза) және фосфаттық қалдық кіреді. Азоттық негіздер екі түрге бөлінеді: пиримидиндер және пуриндер. Пиримидиндер алты мүшелі сақиналы, ал пуриндер қос сақиналы : біреуі – бес, екіншісі алты мүшеден тұрады. Әрбір нуклеин қышқылы тек қана төрт түрлі негізден синтезделеді. Бір текті пуриндер (аденин және гуанин) ДНҚ-ның да РНҚ-ның да құрамына кіреді. ДНҚ-ның құрамындағы екі пиримидин – цитозин және тимин кіреді. Тиминнің урацилден айырмашылығы тек пиримидиндік сақинада бесінші орында метилдік топтың орналасуында ғана. Азоттық негіздер рибоза немесе дезок сирибоза көмірсуларынан тұратын құрамалар нуклеозидтр деп аталады. Нуклеозидтерге фосфат жалғанғаннан кейін нуклеозидтер құрылады. Осы құрамалардың аттары және қабылданған белгілері төмендегідей (24-сурет) Ал, енді ДНҚ-ның мөлшері туралы не айтуға болады? ДНҚ-ның спиралінің диаметрі 20 ангстрем. Бір-бірімен параллель жатқан көрші жұп негіздерірдің ара қашықтығы 3,4 ангстрем. Спиральдың бір айналымына жұптасқан 10 азоттық негіздер кіреді, яғни спиральдың бір айналымы ұзын ДНҚмолекуласының бойындағы 34 ангстрем бөлікті алып жатыр. Ал ДНҚ-ның ұзындығы қандай? Ол ДНҚ-ның қандай организмнен алынғаннына байланысты: қарапайым вирустың ДНҚ-сы бірнеше мың жұп негізден тұрса, бактериялардікі бірнеше миллион, ал жануарлардікі көптеген миллиард негіздерден тұрады. Адамның бір жасушадағы барлық ДНҚмолекулаларын созса, ұзындығы 2 метрге жетеді, яғни диаметрі 20 ангстрем, ұзындығы 2 метр!(25-сурет) ДНҚ-ның екі тізбегін бір-бірінен ажыратуға болады. Ерітіндідегі ДНҚ молекуласын 1000 С температурада қайнатса оның тізбектері бір-бірінен ажыратады, яғни олардың арасындағы сутектік байланыстар үзеді. Мұны денатурация ( «денатурация» - табиғи формасын жоғалту) деп атайды. Құрамында ДНҚ бар ерініндіні қайтанып орырады. Ал оны баяу суытса , ол тізбектер қайтадан бір-бірімен жұптасып бастапқы қос тізбекті спираль түрінде келеді. Жайлап суытқан кезде тізбектерге сәйкес негіздері біәрін-бірі біртіндеп тауып, қайтадан сутектік байланыс құрай бастайды. Ал тез суытқанда олар байланысып үлгере алмай қалады. Әр түрлі ДНҚ молекулаларының тізбектерінің қаншалықты оңай денатурацияланатыны құрамындағы А-Т мен Г-Ц жұптарының мөлшеріне байланысты. Жоғарыда айтып кеткендей, бір тізбектегі гуанин екінші тізбектегі цитозинмен үш сутегілік байланыс құрайды. Яғни, Г мен Ц –нің арасындағы байланыс А мен Т-нің арасындағы байланысқа қарағанда әлдеқайда берік. Егер ДНҚ тізбектерінде Гмен Ц-нің мөлшері көп болса ондай молекуланың тізбектері тез ажырай қоймайды, ол үшін температураны неғұрлым жоғарлату керек, ал А мен Тжұбы көп болса, оның тізбектері төменгі тмпературада ажырай бастады. Мысалы, өте ыстық ортада өмір сүр алатын термофильдік микроорганиздердің ДНҚ молекуласында Г-Ц жұбының мөлшері жоғары болады. Әр түрлі организмдерден алынған ДНҚ-лардың бір-бірімен қаншалықты ұқсас екенін неме се бір организнен бөлініп алынған ДНҚфрагментіне (мысалы ,геннің ) ұқсас ДНҚбөлігі басқа организмде бар жоғын молекулалық г ибридизация әдісі арқылы зертеуге болады. Ол жаңағы айтылған днқ-ның денатурациялануына негізделген. Мысалы, өсімдіктен аса маңызды ДНҚфрагментін (айталық генді) бөліп алдық делік. Енді сондай фрагментінің (үзіндінің) жануар ДНҚ-сынан қажетті фрагменті бөліп алады. Ал жануарлардан кәдімгі түрдегі ( радиоактивті емес) ДНҚ-сын бөліп алып, оны шағын фрагментерге дейін арнаулы фер менттермен үзіп, жеке тіізбектерге бөледі. Осындай жануар ДНҚ-сының фраг ментін түгелдей арнайы матрицалға (үлгілерге ) жалғастырады. Содан соң матрица түйіршіктері арқылы өсімдіктің радиактивті фрагментін өткізеді. Егер жануардың матрицаға біріккен фрагменттердің ішінде құрамы өсімдіктікімен толық ұқсас түрі болса, онда ол өсімдік ДНҚ-сының фрагментімен қоса тізбек құрып бірігеді. Яғни радиоактивті фрагмент матрицада қалып қояды, ал радиактивті өсімдік фрагменті матрицада қалмаса, оған сәйкес келетін фрагменттің жануар ДНҚ-сында болмағаны. Осылай әр түрлі организдерден алынған ұқсас ДНҚ бөлшктерінің бір-бірімен қос тізбек құруын молекулалық гибридизация деп атайды. Осы жолмен ДНҚ мен РНҚ тізбектерініңдегі ұқсас бөліктерін анықтауға болады. Бақылау сұрақтары: 1. ДНҚ-ның І-реттік құрылымы 2. Әртүрлі ағзалаардағы ДНҚ-ның құрамы 3. ДНҚ-ның қос спиральді құрылымының маңызы 4. ДНҚ полиморфизмі қандай? 5. ДНҚ А-, В- және Z – түрлері қандай? жүктеу/скачать 0,87 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|