Тұқымқуалаушылықтың моекулалық механизмдері Геннің химиялық табиғатын дәлелдеу
жүктеу/скачать 0,68 Mb.
|
МБГ5
|
Тұқымқуалаушылықтың моекулалық механизмдері 1.Геннің химиялық табиғатын дәлелдеу 2.Трансформация 3.Трансдукция ПС1 Тұқым қуатын материалдық химиялық табиғаты Тірі организмдер табиғи қасиеттері мен белгілерін ұрпақтан ұрпаққа беріп отыратынын адам баласы ертеден байқаған.XVIII ғасырдың басында неміс зоологы А.Вейсман жыныс клеткаларында болатын ерекше заттар - тұқымқуалаушылықтың негізі болуы керек деп, оның құпиясын клеткалардағы молекулалардан іздеу туралы дұрыс ұсыныс жасаған еді. Генетика тұқымқуалаушылықтың материалдық негізі ең алдымен хромосомалар болатынын сенімді түрде көрсетіп берді.Құрамында гендері бар хромосомалар өз көшірмесін қалдыратын қатар түзеді.Тіршілікке тән үздіксіз көбею, өсіп-өну қасиет осы хромосомаларға байланысты. Хромосомалардың өз көшірмесін қалдыратыны жөніндегі үлгіні 1927, толығырақ 1935 жылы 1935 жылы Н.К.Кольцов ұсынған.Ол "Omnis molecula e molecula" - әрбір молекула молекуладан деген жорамал айтқан. Бұл постулат бойынша клеткадағы макромолекулалар: белоктар және нуклеин қышқылдары матрицалық принциппен көбеюге тиіс.Хромосоманың құрылысы күрделі.Оның құрамында белоктар,липидтер,екі валентті металдар катиондары т.с. кіреді.1940 жылдың басына дейін хромосомалардың генетикалық қызметін көп зерттеушілер тек қана белокпен байланысты деп есептеген.Н.К.Кольцовтың айтуынша, "ДНҚ сияқты қарапайым молекула" соншама күрделі қызмет атқарады деп мойындау өте қиын еді. ПС2 Трансформация (көне лат. transformatіo – айналу), генетикада – оқшауланған дезоксирибонуклеин қышқылының көмегімен генетикалық ақпаратты қандай да бір жасушаға ендіру процесі. Трансформация-бөтен ДНҚ-ның бактерия жасушасына енуі.Бұл тұқым қуалаушылық ақпараттың бір прокариот жасушасынан екіншісіне ДНҚ бактерия-донор немесе жасуша-донор арқылы өтуі. Трансформация нәтижесінде генетикалық ақпарат трансформацияланған жасушада және сол жасушадан тараған ұрпақ жасушаларда жаңа белгілер пайда болады. Трансформация құбылысын 1928 жылы ағылшын ғалымы Ф.Гриффит (1877 – 1941) ашқан. Ол пневмококк бактериясының (Streptococcus pneumonіae) екі штаммында трансформация процесін зерттеді. Оның біреуі вирулентті қасиеті және полисахаридті қабықшасы бар ірі жасушалардан тұратын тегіс шоғыр (S-штамм), ал екіншісі вирулентті қасиеті және қабықшасы болмайтын, пішіні кедір-бұдырлы (R-штамм) болды. Вирулентті бактериялар тышқандарды өлтірсе, вирулентсіз штаммдар енгізілген тышқандар тірі қалды. Егер қыздыру арқылы вирулентті бактерияны өлтіріп, сонан соң тышқанға жіберсе, олар тіршілігін жалғастыра берген. Ал қыздырып өлтірілген вирулентті жасушалармен вирулентсіз жасушаларды араластырып, тышқандарға енгізгенде, олар өліп, өлекселерінен полисахаридті қабықшасы бар тірі вирулентті жасушалар табылған. Бұл тәжірибеден вирулентті бактериялардан генетикалық ақпарат вирулентсіз бактерияларға тасымалданып, оларды вирулентті ететіндігі анықталды. 1944 жылы америкалық ғалым О.Эйберидің (1877 – 1956) басшылығымен трансформация процесін жүзеге асыратын фактор – ДНҚ молекуласы екені анықталды. Бұл ДНҚ молекуласының тұқым қуалау ақпаратын тасымалдаушы екенін дәлелдейтін алғашқы зерттеу жұмысы болды. Трансформация құбылысы пневмококктардан басқа да бактериялардан табылып, зерттелді. Тәжірибелерде оңай анықталатын генетикалық белгілерді және радиоизотоппен белгіленген ДНҚ молекуласын қолдану Трансформацияға сандық баға беруге жол ашты. Бактериялардағы трансформация өте күрделі процесс ретінде танылып, оның бірнеше кезеңдерден тұратыны анықталды: жасуша-рецепиент арқылы ДНҚ молекуласының фиксациясы; ДНҚ молекуласының жасуша ішіне енуі; қожайын-жасуша хромосомына ДНҚ молекуласының тасымалданатын бөлігін кірістіру; “таза” Трансформацияланған линиялардың қалыптасуы. ДНҚ молекуласының фиксациясы саны шектеулі жасуша бетінің ерекше бөліктерінде (рецепторлар) жүреді. Бөгде ДНҚ молекуласын қосып алуға қабілетті бактериялар жасушаларын компетентті жасушалар деп атайды. Мұндай жасушалардың популяция кезіндегі саны өте аз болып, ол бактериялардың генетикалық ерекшеліктері мен бактериялық дақылдың өсу кезеңіне тәуелді болады. Клеткаға енетін ДНҚ бөліктерінің орталығы мөлшері 5х106 дальтонды құрайды. Клеткаға қос жіпшелі ДНҚ енгеннен кейін оның бір жіпшесі моно- және олигонуклеотидтерге ыдырып, ал екіншісі қожайын-жасушадағы хромосомаға енеді. Трансформацияның қолданылуы генетикалық ақпараттың алмасуының басқа түрлері байқалмаған бактерияларды генетикалық талдаудан өткізуге мүмкіндік берді. Сонымен қатар трансформация ДНҚ құрылымының физикалық не химиялық түрде бұзылуы, оның биологиялық белсенділігіне қандай әсер көрсететінін анықтау үшін өте қолайлы әдіс болып табылады. Ішек таяқшасының бактериясында Трансформация әдісін жете зерттеу нәтижесінде Трансформация процесіне тек бактериялық плазмидтер (бактериялардың хромосомынан бөлек генетикалық элемент) мен бактериофагтардың ДНҚ-сын да қолдануға мүмкіндік береді. Бұл әдіс гендік инжерия бағытындағы зерттеу жұмыстарында жасушаға будандық ДНҚ молекуласын ендіру мақсатында кеңінен қолданылады. Жоғары сатыдағы организмдер жасушаларында трансформация процесі толық зерттелмеген. Трансформация — торшаны вирус ДНК-ымен зақымдау. Трансформация деген ұғымды вирус ДНҚ-ынық үзінділерін, ал кең түрде вирустан өзге ДНҚ-ын, торшаға енгізу әдістерінің анықтамасы ретінде де қолданады. Трансформация — торшалардың морфологиялық және өсіи-өну қасиеттерінің өзгеруі, олардың жануарлар организміне еккенде зардапты ісік туғызатын түрге көшуі. Торшаны трансформациятын қасиет көпшілік ДНҚ-ды вирустарға тән. Мысалы, паповирустар, папилломавирустар, герпесвирустар, ретровирустар, аденовирустар, РНҚ геномды вирустар. ПС3
Трансдукция араласу-бактерия жасушасында паразитті түрде өмір сүрген вирустар ол жасушаны тастап шыққанда өзімен бірге оның ДНҚ-сының бөлігін ала кетіп,жаңа жасушаға бұрыңғы егесінің қайта баруы. Трансдукцияны 1952 жылы америкалық ғалымдар Дж. Ледерберг және Н.Циндер ``Salmonellа typhіmurіum`` бактериясының кейбір штаммдарында белгілердің тұқым қуалауындағы өзгерістердің себебін талдауда ашқан. Трансдукция көптеген бактериялар, салмонеллалар, бацилл және актиномицеттерден табылған. Донор клеткасынан реципиент клеткасына бактериофаг типіне байланысты бактерия хромосомасының тек белгілі бөліктері ғана тасымалданса, оны арнайы Трансдукция, ал егер реципиент клеткасына бактерия хромосомасының кез келген бөліктері тасымалданатын болса, оны жалпы немесе арнайы емес Трансдукция деп атайды. Реципиент клеткасына тасымалданатын ДНҚ молекуласының бөлігі бірнеше гендерден тұрады, ұзындығы фагтың ақуыз қабатының мөлшерімен анықталады (мысалы, лямбда) және ол бактерия геномының 1 – 2%-ынан аспайды. Мұндай Трансдукция бактерия хромосомын құрайтын ДНҚ молекуласындағы гендер арасындағы қашықтыққа тәуелді болады. Трансдукция бактерия хромосомаларының генетикалық картасын құру кезеңінде қолданылады. Жалпы Трансдукция тұрақты болған жағдайда хромосомалық бөлік қос кроссинговер арқылы реципиент клеткасының хромосомына еніп, соның нәтижесінде төзімді рекомбинаттар пайда болады. Жалпы Трансдукция абортивті (тұрақсыз) болған жағдайда донор клеткасындағы хромосомалық бөлік реципиенттің хромосомасына енбейді және репликация процесіне ұшырамайды. Сондықтан да клеткалардың бөліну барысында бұл хромосомалық бөлік ұрпақтардың тек бір ғана линиясында сақталады. Шектеулі Трансдукция кезінде донор клеткаларының хромосомалық бөлігі реципиент клеткасының хромосомасына фаг геномымен енеді және осылайша профаг күйіне өтеді. Трансдукция — ген кұрамын бір бактериядан (донор) екінші бактерияға (реципиент) бактериофаттардың көмегімек көшіру. Фагтың туріне байланысты бактерия геномының белгілі бір жері ғана (тәнді Трансдукция), не кез келген жері (тәнсіз Трансдукция) көшіріледі. Тәнді Трансдукция гендік карта жасауға қолданылады. жүктеу/скачать 0,68 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|