5 Тұқымқуалаушылықтың молекулалық негіздері
Жасуша құрылысын зерттегенде хромосомаларға ерекше көңіл бөледі, өйткені олар тұқымқуалаушылық құбылысында негізгі рөль атқарады. Молекулалық генетика тұқымқуалаушылық құбылыстардың хромосомалардың құрамына кіретін заттардың молекулалық құрылысымен байланысын зерттейді. Хромосомаларды зерттегенде күрделі органикалық қосылыстардың екі тобы анықталды – олар ақуыздар мен нуклеин қышқылдары. Тұқымқуалаушылық құбылысын көрсететін заттар болып нуклеин қышқылдары болатындығы анықталды. Нуклеин қышқылдарының құрылысын графикті түрде модельдеу олардың тұқымқуалаушылық және өзгергіштіктегі рөлін түсіндіреді.
5.1 ДНҚ және РНҚ молекуларының құрылысы мен биосинтезі
Нуклеин қышқылдарының құрылысын графикті түрде модельдеу ДНҚ молекуласындағы азоттық негіздердің комплементарлы болып келуі.
Модельдеу құбылысын талдау мысалдары. Нуклеин қышқылдары жасушада екі түрлі болып кездеседі – цитоплазма мен ядрода орналасқан рибонуклеин қышқылы (РНҚ) және негізінен хромосомада орналасқан және тұқымқуалаушылық заты болып табылатын дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) түрінде кездеседі. Нуклеин қышқылдары – макромолекулалы заттар: РНҚ-ның молекулярлы салмағы 1 млн артады, ДНҚ 100 - 200 млн жетеді. РНҚ молекуласы ұзын тізбекті болып келетін тізбектеле орналасқан бөліктерден – нуклеотидтерден тұрады. Осындай құрылысты заттар сызықты полимерлер, тізбектің құрамына кіретін бөліктер мономерлер деп аталады. Яғни РНҚ сызықты полимер, нуклеотидтер оның мономерлері болады.
Нуклеотид үш компоненттен – фосфат, яғни фосфор қышқыл қалдығынан (Ф), бес атомды қант – рибозадан (Р) және төрт азоттық негіздердің бірінен: аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) және урацилдан (У) тұрады. Мысалы, АТФ молекуласы.
:
РНҚ құрылысын келесі модель түрінде көрсетуге болады
Ф – Р – Ф - Р – Ф – Р – Ф - Р – Ф – Р … …
| | | | |
А Г Ц У Г
Т-РНҚ құрылысы
Амин қышқылын байланыстыратын бөлік
Антикодон
Рибонуклеин қышқылдары жекеленген әртүрлі қосылыстардың жалпы тобы болады. Жоғарғы модельде көрсетілгендей РНҚ молекуласы бір тізбектен тұрады, онда фосфат пен рибоза кезектесе отырып жан-жаққа тарайтын азоттық негіздерден (А, Г, Ц, У) тұрады. РНҚ-ның барлық түрлерінде тізбек бірдей болғандықтан, олардың арасындағы айырмашылық негіздердің орналасуымен анықталады. РНҚ молекуласының құрылысындағы айырмашылықтарды көрсету үшін қарапайым модельдерді пайдаланады, онда рибоза-фосфат тізбегі қарапайым сызық арқылы көрсетілген.
1. ________________________
| | | | | | | …
А Г У Г Ц Ц А
2. ________________________
| | | | | | | …
Г Ц А Г У Г Ц
3. ______________________
| | | | | | | …
У У У У У У У
Үшінші модель тек азотты негіз урацилден тұратын жасанды синтезделген РНҚ құрылысын көрсетеді.
ДНҚ молекуласы да нуклеотидтерден тұрады; оның РНҚ-дан айырмашылығы құрылысында рибозаның орнына (Р) дезоксирибоза (Д), урацилдің орнына тимин (Т) болады. Осыдан басқа ДНҚ молекуласы спираль түрінде бұралған екі полинуклеотидті тізбектерден тұрады. Бұралмаған күйінде ДНҚ молекуласы бөлігінің моделі келесідей болады:
Ф – Д – Ф – Д – Ф – Д – Ф – Д – Ф – Д …
| | | | |
А Г Ц Т Г
׃ ׃ ׃ ׃ ׃
Т Ц Г А Ц
| | | | |
Ф – Д – Ф – Д – Ф – Д – Ф – Д – Ф – Д …
Модельде көрсетілгендей ДНҚ молекуласы бұралмаған күйінде баспалдақ тәрізді болады. Ол екі түзбектен тұрады, онда фосфат пен дезоксирибоза топтары қайталанып тұрады. «Баспалдақ сатылары» бірін-бірі толықтыратын (комплементарлы) азоттық негіздер жұптарынан тұрады, тиминнің (Т) комплементарлы негізі аденин (А), гуаниндікі (Г) – цитозин (Ц). Берілген жағдайда ДНҚ молекуласының бөлігі бес жұп нуклеотидтерден құралғандығы көрсетілген. Молекула мыңдаған нуклеотидтерден тұрады. Құрылысының бірдей болуына қарамастан ДНҚ молекуласының түрі шексіз болады. Азоттық негіз жұптарының белгілі бір ретпен орналасуы әрбір молекулаға қайталанбас ерекшеліктер береді. ДНҚ молекуласында дезоксирибоза-фосфат тізбегі бірдей болғандықтан, олардың арасындағы айырмашылықты қарапайым модельдермен көрсетуге болады, онда комплементарлы азотты негіз жұптарының кезектесетіндігі көрсетілген:
1 . ___________________________
| | | | | | | | |
А Г Г Т Ц Ц Г Т А …
Т Ц Ц А Г Г Ц А Т …
| | | | | | | | |
__________________________
2. ____________________________
| | | | | | | | |
Т Т А Г А А Т Ц Г …
А А Т Ц Т Т А Г Ц …
| | | | | | | | |
__________________________
Достарыңызбен бөлісу: |