Молекулалық биология дәрістер жиынтығы Кіріспе
жүктеу/скачать 0,87 Mb.
|
molekulalyk biologiya alpamysova gulzhayna
| Дәріс жоспары:
Нуклеин қышқылдарының ашылуы Тұқым қуатын материалдың химиялық табиғаты Генетикалық материал-ДНҚ ДНК – ның ролін әрі қарай дәлелдеу. Нуклеин қышқылдарының проблемасымен 1868 жылы Швейцарлық физик Ф. Мишер шұғылданған болатын. Ол ірің клеткаларынан алынған ядро бөлшегін зерттеп, құрамына көміртегі, азот және фосфор кіретін бұрын белгісіз органикалық қосылыстарын ашты. Ашқан қосылыстарын ядродан бөліп алынғандықтан нуклеин ( лат. «нуклеус» - ядро) деп аталады. Ф. Мишердің ашқан қосылысы басқа да ғалымдардың назарынан тыс қалған жоқ. 1874 жылы Пиккард балық спермасынан бөлініп алынған нуклеин құрамынан жаңа азоттық негізді ашты. Ол – құрамында екі азот атомы бар гетероциклдық қоылыстардың ішіндегі пуриндер тобына жататын гуанин еді. Түсінікті болу үшін гереоциклдық не екеніне және оны не себептен негіз алатындығына тоқтала кеткен жөн. Циклды қосылыс деп қаңқасы сақина түрінде тұйықталған көмірсутектерін айтады. Ал оның құрамына көмірсутектерінен басқа да атом түрлері кірсе, оны герероциклды (гетеро) - әртүрлі дейді. Ал пуриндерді, пиримидиндерді негіз дейтіні – олардың құрамындағы азот қышқылды орта өзіне протонды қосып алып оң зарядталады (циклдағы көмірсутектері ешқашан зарядталмайды). 1880 жылы неміс химигі Г. Фишер әлгі нуклеиннің тек пуриндік емес, сонымен қатар пуриндік гетероциклдер кіретінін анықтады. Пуриндер алты және бес атомды гетероциклдерден біріккен болса, пиримидиндер тек алты атомнан тұратын гетероциклды қосылыс. Бірнеше жылдан кейін Ф. Мишердің шәкірттері Косцель мен Асколи тағы төрт түрлі негіздерді – аденин, тимин, цитозин және уроцилді ашты. Нуклиеннің ерітіндісі қышқылдық қасиет көрсететіндіктен Ф. Альтман 1889ж. Оған нуклеин қышқылы деген ат берілді. Осы ғасырдың басында жүргізген зерттеулерінің нәтижесінде П. Ливен нуклеин қышқылының құрамына азоттық негіз бен фосфордан басқа шағын көмірсулардың ерекше тобы кіретінін анықтады. Нуклеин қышқылының құрамына кіретін көмірсу бес көміртегінен тұрады. Ливен нуклеин қышқылының бір тобына кіретін көмірсудағы оттегінің саны бір атомда кем екенін анықтады. Оттегі атомдары толықтарын рибоза деп бір оттегі атомы кемді – дезоксирибоза («дезокси» - оттексіз) деп атады. Сонымен оттегінің бір атомының санындағы айырмашылық негізінде нуклеин қышқылының рибонуклеин қышқылы, дезоксирибо нуклеин қышқылы деп екі түрге бөлді. Оның біріншісі қысқартылып РНК, екіншісі ДНК деп айтылады. Сонымен қатар, Ливин негіз, көмірсу және фосфор бірігіп комплекс(жинақ) құрайтынын және олардың нуклеин қышқылының «кірпіштері» болып табылатынын анықтады. Нуклеин қышқылдары құрайтын бұл «кірпіштерді» нуклеотид деп атады. Тірі организмдер табиғи қасиеттері мен белгілерін ұрпақтан-ұрпаққа беріліп отыратынын адам баласы ертеден байқаған. 18 ғасырдың барысында неміс зоологы А. Веисман жыныс клеткаларында болатын ерекше заттар – тұқым қуалаушылықтың негізі болып оның құпиясын жасушалардағы молекулалардан іздеу туралы дұрыс ұсыныс жасаған еді. Генетика тұқым қуалаушылықтың материалдық негізі ең алдымен хромосомалар болатынын сенімді түрде көрсетіп берді. Құрамында гендері бар хромосомалар өз көшімесін қалдыратын қатар түзеді. Тіршілікке тән үздіксіз көбею, өсіп-өну қасиет осы хромосомаларға байланысты. Хромосомалардың өз көшірмесін қалдыратынын жөніндегі үлгіні 1927, толығырақ 1935ж. Н.К. Кольцов ұсынған. Ол «Omnis molekula e molekula» - әрбір молекула молекуладан деген жорамал айтқан. Бұл постулат бойынша клеткадағы макромолекулалар: белоктар және нуклеин қышқылдары матрицалық (үлгілік) принциппен көбеюге тиіс. Хромосоманың құрылысы күрделі. Оның құрамында белоктар (гистон тәріздес және гистон тәрізді емес), гипиттер екі валентті металдар катиондары, т.с. кіреді. 1940 жылдың басына дейін хромосомалардың генетикалық қызметін көп зерттеушілер тек қана белокпен байланысты деп есептеген. К.Н. Кольцовтың айтуынша, «ДНК сияқты қарапайым молекула соншама күрделі қызмет атқарады» деп мойындау өте қиындау еді. Барлық диплоидты ұлпалардың жасушаларының ядроларында мөлшері ДНК мөлшері бірдей. Ал гаплоидтық жасушаларда мысалы спермазоидтарда ДНК ның саны дәл екі есе кіші. Бұл шындықтар гедердің ДНК дан тұрады деген ұғыммен келісілді. Сондай-ақ сомалық жасушалардың ядроларда гитондық белоктардың фракциялары (бөлшектері) әдетте тұрақтылықтар көрсетіледі. Демек, ДНК мөлшерінің тұрақтылығы әлі ештеңені дәлелдемейді; Егер ДНК ген құрылымын тұрақтандыратын материал болмаса. Формальдық генетика әдістерімен ген – тұқым қуудың дербес (дискретті) факторы ретінде; оның атадан ұрпағына берілетін хромосоманың бөлшегі екені анықталған. Геннің табиғатын ашуда, оның өзі анықтайтын белгіден өзгеше екені шешуші роль атқарды. Фенотипке әртүрлі мутациялық әсерін, әрбір мутацияның белгілі белоктың түзілуіне бөгет болатынымен түсіндіріледі. Гендік материалдың белгілі бір белоктың түзілуіне жауапты физикалық табиғаты көп талас пікір туғызды. Ақыры оның физикалық табиғаты анықталған соң ол шындыққа үлеспейтін болып шықты. Әрине, қазір геннің ДНК – дан тұратынын, оның құрылымының сақталуы екі еселенуге әсер ететінін және қажетті катализдік қызмет атқаратынын ферменттерге тәуелді екенін біз білеміз. Бұл процестердің барлығы осы күнге белгілі физиканың және химияның заңдарына бағынатындықтан ешқашан жаңа заңдарды іздеу қажеттігі болмады. Алғашқы генетикалық зерттеулер жоғарғы организмдердің жүргізілген жұмыстағы шоғырланғанмен ең бірінші генетикалық ақпараттардың тасымалдануы бактериялардан табылған. Тірі организмдердің екі негізгі топтарда – прокариоттарда, эукариоттарда генетикалық материал бір түрде болады екен. Трнсформация құбылысын ең алғаш тышқандарда пневмококктық инфекцияны (өкпе қабынуы) зерттегенде 1928ж. Гриффит тапты. Бұл бактериялардың вируленттігі (улылығы) капсулалық (қабықшалы) полисахаридтермен, ол жасуша қабырғасының үстінде орналасқан. Вирулентті бактериялар S әрпімен белгіленеді. ( “smooth” – жылтыр), олар жылтыр колониялар түзеді. Пневмококктардың бірнеше түрлерінде әртүрлі капсулалалы полисахаридтер болады. Осы түрлердің капсулалалы полисахаридтер түзбейтін мутанттар бере алады. Мұндай бактериялар бұдырмақ (ағыл. «rough» - бұдырмақ) колониялар түрінде өседі. Оларды R әрпімен белгіленеді. Бұл пневмококктар улы емес, яғни жұқтырғанда тышқанды өлтірмейді, ал егер тышқандарды S бактерияларының қыздыру арқылы залалсыздандырылған тобымен R бактерияларының қосындысымен жұқтырса, олар пневмококк індетінен өліп қалады. Өлген жануарларда вирулентті S бактериялары болады. Өлі S бактериялары І типке жатады. Тірі R - ІІ типтегі бактериялардың туындылары. Аралас инфекциядан кейін табылған вирулентті бактериялар І S типіне жатады. Мұның өзі І – типтегі өлі S бактерияларының бір компонентті тірі R бактерияларын трансформациялайтынын көрсетеді, олар І – типтегі капсулалы полисахаридті синтездей алады. Осы нәтижені жасушысыз жүйеде, тірі S бактерияларының орнына олардың сығындысын, қолдану арқылы қол жеткізгенде трансформациялық фактор деп аталатын белсенді компонентті анықтауға және тазалауға болады. 1944ж. О. Эйвери, С.М. Мак-Леод, М. Маккарти өздерінің классикалық зерттеулерінде трансформациялаушы фактор дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНК) екенін көрсетті. ДНК-ны трансформациялайтын белсенділігін көрсететінін айғақтай кейінірек; ДНК-ны талдайтын декзоксирибонуклеаза ферментін тазалап алғаннан кейін алынды. Осы ферментті қосқанда трансформациялаушы фактордың мүлдем жоғалатындығы көрсетілді. ДНК-ға белоктардың әсері болмайды, себебі трипсин ферментін қосқанда трансформацияға оның әсері болмайды. Міне осы 1944ж. Молекулалық биологияның ашылған жылы деп есептейді. жүктеу/скачать 0,87 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|