Жакоб-Моно-Львов теориясына сипаттама.
E.сoli бактериялары көміртегі мен энергияның бірден-бір көзі ретінде лактозаны пайдалануы мүмкін, себебі олар лактоза дисахаридін галактоза мен глюкозаға дейін ыдырататын фермент b-галактозидазаны көп мөлшерде түзе алуға қабілетті. E.сoli-дегі лактозаны ыдырататын ферментті кодтайтын гендер қызметінің реттелу механизмдерін зерттеу 1961 жылы Франция ғалымдары Ф.Жакоб, Ж.Моно, және А.Львовқа құрылымдық гендер жұмысының үйлесімді түрде бақылануының моделін ұсынуға мүмкіндік берді, ол оперон моделі деп аталады. Бактериялардағы гендер активтілігінің реттелуі механизмдерін ашқандары үшін Ф.Жакоб, Ж.Моно және А.Львовқа 1965ж. Нобель сыйлығы берілді.
3. Хромосома, оның құрылысы және атқаратын қызметтері.
Хромосомалар (хромо… және грек. soma — дене) [1] — жасуша ядросында болатын, гендерді тасымалдайтын және организмдер мен жасушалардың тұқым қуалау қасиеттерін анықтайтын органоидтар. Хромосомалар өздігінен көбейе алады, өзіндік атқаратын қызметі мен арнайы құрылымы бар және оны келесі ұрпақта сақтай алады. Хромосомалар терминін алғаш рет неміс ғалымы В.Вальдейер ашты (1888). Ол хромосомаларды негізгі бояғыштармен қарқынды боялатын тығыз денешік деп атады. Бірақ хромосомалардың сыртқы пішіні жасуша циклінің әр түрлі сатыларында өзгеріп отырады. Митоз және мейоз процестерінің метафаза кезеңінде хромосомалардың морфологиясы жарық микроскопының көмегімен анық көрінетін құрылымға енеді. Көптеген өсімдіктер мен жануарлардың дене жасушаларындағы хромосомалар ұрықтану процесі біреуін аналықтан, ал екіншісін аталықтан алған екі хроматидтерден (ұзынша жіпшелер) тұрады. Мұндай хромосомалар гомологты деп аталады. Мейоз процесінен өткен жыныс жасушаларында гомологты хромосомалардың тек біреуі ғана болады. Клеткадағы хромосомалардың толық жиынтығы кариотип деп аталады. Прокариоттар мен вирустарда хромосомалар болмайды. Оларда тұқым қуалау негізі ретінде әдетте бір жіпшелі немесе сақина тәрізді дезоксирибонуклеин қышқылы немесе рибонуклеин қышқылы болады және олар цитоплазмадан ядро қабықшасы арқылы оқшауланбайды. Клеткалық және тіршілік циклдері барысында хромосомалардың сыртқы көрінісінің өзгеріп отыруы олардың қызметінің ерекшеліктеріне байланысты. Ал хромосомалардың жалпы құ-рылымдық негіздері, биологиялық түрге байланысты әр түрлі болуы және ұрпаққа үздіксіз беріліп отыруы өзгеріске ұшырамайды. Бұған әр түрлі организмдердің хромосомаларын генетикалық, цитол. және биохимиялық зерттеулердің нәтижелері дәлел бола алады және олар тұқымқуалаушылықтың хромосомдық теориясының негізін құрайды. 1928 ж. хромосомалардың ең алғашқы молек. түрдегі үлгісін орыс ғалымы Н.К. Кольцов (1872 — 1940) ұсынды. Эукариоттардың хромосомалардағы ДНҚ молекуласы гистондық және гистондық емес белоктармен байланысып, кешен құрайды. Аталған белоктар ДНҚ-ның хромосомаларда жинақталып, оралған күйде болуын және жасушадағы РНҚ-ын синтездеу қабілетінің реттеліп отыруын қамтамасыз етеді (қара Транскрипция). хромосомаларға тұқым қуалау ақпаратының жазылуы ДНҚ молекуласының құрылымымен іске асырылады. Клеткадағы хромосомаларда ДНҚ молекуласының 99%-ға жуығы жинақталған, ал қалған 1%-ы басқа жасушалық органоидтарда (хлоропластар, митохондриялар) болады. Хромосомалар жасушада өте күрделі құрылымға ие және олар өте маңызды қызметтер атқарады. Хромосомалар құрылымын және қызметін зерттеу қазіргі заманғы биологияның өзекті мәселелерінің біріне жатады. Әсіресе, 20 ғасырдың 60 — 70-жылдары хромосомалар құрылымының молек. негізін түсінуге молекулалық генетиканың дамуына байланысты қол жетті. Бұл жаңалықтар тұқым қуалаушылықтың хромосомалық теориясындағы негізгі заңдылықтарды дәлелдеп, онан әрі дамытуға мүмкіндік береді.
№ 32 емтихан билеті
1.Белоктардың клеткадағы қызметі. Ақуыз — молекулалары өте күрделі болатын аминқышқылдарынан құралған органикалық зат; тірі организмдерге тән азотты күрделі органикалық қосылыс. Аминқышқылдары қалдықтарынан құралған жоғары молекуларлық органикалық түзілістер. Ақуыз организмдер тіршілігінде олардың құрылысы дамуы мен зат алмасуына қатысуы арқылы әртүрлі және өте маңызды қызмет атқарады. Ақуызды зат - құрамында міндетті түрде азоты бар күрделі органикалық қосылыс. Белоктар алуан түрлі қызметтер: құрылымдық, тасымалдау, жиырылу, қорғаныштық, катализдік, реттеуші, электротрансформациялау, генетикалық ақпаратты тасымалдауға қатысу және тыныс алу) атқарады.
Құрылымдық (пластикалық, тіректік) – белоктар өсімдіктердің, микроорганизмдердің, жануарлардың құрылымын қамтамасыз етеді. Олар жасуша және органелла мембраналарының құрамына кіреді. Тіндердің беріктігі мен құрылымын қамтамасыз ететін дәнекер тінінің коллагені мен эластині, сүйек оссеині, тері мен шаштағы кератин, қан тамырларындағы эластин кең таралған құрылымдық белоктар. Белоктардың катализаторлық қызметі. Организмдегі метаболизм процестерінің жүру жылдамдығын анықтайтын биологиялық катализаторлар - ферменттердің барлығы белоктарға жатады. 4000 жуық ферменттер анықталған. Қоректік.Амин қышқылдарыныңжай заттарданбірінші реттік синтезі тек қана өсімдіктерде жүруі мүмкін, сондықтан барлық алмастырылмайтын амин қышқылдары жануарлар организмінде қоректік заттармен түсіп отыруы қажет. Кейбір белоктар организмде биологиялық активті заттар түзуге жұмсалады. Дамып келе жатқан эмбрион үшін белоктар қорек көзі болып табылады (жұмыртқа, сүт, уылдырық белоктары және т.б.). Тасымалдау қызметі- белоктар суда ерімейтін заттарды – липидтерді, стероидтарды, майларда еритін витаминдерді, металдарды және т.б. заттарды қан ағысымен тасымалдау арқылы оларды нысана-органдарға апарады және осы заттардың мембраналар арқылы жасуша ішіне қарай тасымалдануына себін тигізеді. Тасымалдау қызметін (газдарды тасымалдау) гемоглобин де атқарады. Қорғаныштық қызметі - организмнің қорғаныштық қызметін негізінен иммундық жүйе атқарады. Бұл жүйе арнайы қорғаныш белоктарын – антиденелер мен иммуноглобулиндерді организмге енген бактериялар мен бөгде заттарға қарсы жауап ретінде синтездейді. Белоктардың қорғаныштық қызметіне қанның ұюына қатысатын фибриноген белогының организмді қансыраудан сақтауы және кейбір улы заттарды өзіне қосып алуға қабілеттілігі мысал бола алады. Белоктардың жиырылып–созылу қызметі. Жануарлардың кеңістікте қозғалуға қабілеттілігі, жүрек жұмысы, тыныс алу, ішек перистальтикасы, тамырлардың тарылуы мен кеңеюі бұлшық ет тінінің жиырылу белоктары арқылы қамтамасыз етіледі. Жиырылу қызметі жасушалардың маңызды тіршілік үрдістері жүзеге асатын цитоскелеттің белоктарына да тән. Белоктардың реттеуші қызметі. Метаболизм процестерінің реттелуінде белоктар өте үлкен роль атқарады. Организмде зат алмасу процестері ферменттермен ғана емес, табиғаты жағынан белоктар, пептидтер немесе амин қышқылдарының туындылары болып табылатын гормондармен де реттеледі. Реттеуші сигналдарды қабылдайтын жасуша рецепторлары да белок болып табылады. Белоктар организмдегі, ҚСТ, ортаның рН–ын, онкотикалық қысымды реттей отырып, гомеостазды сақтауға қатысады. Белоктардың электротрансформациялау қызметі.Белоктар электрлік және осмостық энергияны макроэргиялық АТФ энергиясына айналдыра алады.
2. Генетикалық ақпараттың ДНҚ-да кодталуы. Генетикалық ақпарат—организмдердің ұрпаққа беретін қасиеттері жөніндегі ақпарат.Генетикалық ақпарат нуклеин қышқылында оның негіздерінің кезегі түрінде жазылған. Ой жүзінде бұл әдіспен белок молекуласының шексіз көп түрінің кодын жазуға болады. Генетикалық ақпарат бір ұрпақтан екінші ұрпаққа нуклеин қышқылының транскрипциясы арқылы беріледі. Генетикалық ақпарат өзгерісті, не өзгеріссіз түзетіліп сақталуы мүмкін. Бұған репарация, рестрикция, рекомбинация т. б. қатынасады Генетикалық код-тірі организмге тән нуклеин қышқылдары молекуласындағы ұқым қуалаушылық ақпараттың нуклеотидтер тізбегі түріндегі біртұтас *жазылу* жүйесі. Бұл барлық тірі органзмдерге ортақ заңдылық. Г.код туралы қазіргі көзқарасқа 1960жылы америка ғалымдары Ниренберг, Корана мен Ледердің жүргізген зерттеулері көп әсерін тигізді. Г.код бірлігі -ДнҚ мен РНҚ мол-ғы 3 нуклеотид тізбектерінен тұратын кодон болып табылады. Клеткадағы генетикалық год 2 сатыда іске асады: 1.Транскрипция сатысы ядрода жүреді және ДНҚ-ның сәйкес бөліктерінде ақпараттық рибонуклеин қышқылдарының мол-ры жасалады. Сонымен қатар, ДНҚ нуклеотидтер тізбегі аРНҚ нуклеотидтер тізбегі ретінде қайта жазылады; 2. Трансляция сатысы цитоплазмада, ақуыз синтезделетін рибосомада жүреді. Сондай -ақ аРНҚ нуклеотидтер тізбегі, полипептидтер құрайтын амин қышқ.қалдықтарының белгілі бір тізбегіне көшеді.
3. Нуклеин қышқылдарының химиялық құрамы.
Нуклсин қышқылдары (НҚ) дегеніміз нуклеотид қалдықтарынан тұратын жоғары молекулалы органикалық қышқылдар. Нуклеотидтер (мононуклеотидтер) пуриндік және пиримидиндік негізден, пентоза көмірсуынан (Д-рибоза немесе Д — дезоксирибозадан) және фосфор қыш-қылынан құралады. Нуклеин қышқылының құрамына кіретін пурин негіздерінің ішінде әсіресе аденин (А) мен гуанин (О), пиримидин негіздерінің ішіндегі әсіресе маныздысы-урацил (1-1), тимин (Т) және цитозин (Ц).
Нуклеотидтер құрамына енетін қанттар бір-бірінен рибозада 2-ші көміртегіндегі гидроксил (-ОН) тобының орнына, дезоксирибозада тек сутегі атомы алмастырылған болады.
Пентозалардың (рибоза мен дезоксирибозаның) ашық (альдегидті) және циклды (р - фуранозаның) формаларын жазып көрсетейік.
Нуклеин қышқылдарының кұрамындағы мононуклеотидтердің молекулалары бір мононуклеотидтегі пентозаның З-ші көміртегі атомындағы гидроксил (—ОН) тобы мен көршілес жатқан нуклеотидтің фосфор қышқылының гидроксилдері есебінен бір-бірімен оттекті көпірлер арқылы жалғасады. Сонымен ДНҚ-ға басқа да азотты негіздермен бірге тимин енсе, ал РНҚ-ға тиминнің орнына урацил кіреді.
Мононуклеотидтер фосфор кышқылынын бір және екі қалдығын қосып алады да, тиісінше нуклеозиддифосфаттар (АДР, GДР, UДР, СДР және ТДР) мен нуклеозид-трифосфаттар (АТР, GТР, UТР, СТР және ТТР) түзеді. Бұл жағдайды төмендегі жазылған формулалар мен суреттерден көріп-білудің кисыны бар:
А. РНҚ-ның барлық түрлері синтезделетін төрт ри-бонуклеозидтрифосфаттар.
Б. ДНҚ молекуласын түзуге қатысатын төрт дезокси-рибонуклеозидтрифосфаттар. Мұнда пентозаның 2-ші көміртегі атомында гидроксил тобы жок, онда сутегі атомы ғана болғандықтан, ол квадратпен қоршалған.
Құрамында рибоза бар нуклеотидтерді рибонуклеотидтер деп, ал құрамында дезоксирибоза барын — дезокси-рибонуклеотидтер деп атайды.
Мыңдаған мононуклеотидтер (мономерлер) полимерленеді де, нуклеин қышқылынын макромолекуласын (полимер) түзеді, оларды полинуклеотидтер дейді.
Нуклеотидтер құрамына кіретін қанттың табиғатына сәйкес нуклеин қышқылдарының химиялық және биологиялық қасиеттері жөнінде бірінен-бірінің үлкен айырмашылығы болады.
Дезоксирибонуклеотидтерден тұратын нуклеин қышқылдарын дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) деп, егер ондай қышқыл рибонуклеотидтерден құралса, онда рибонуклеин қышқылы (РНҚ) деп аталады.
ДНҚ мен РНҚ-ның құрамына аса маңызды бес азотты негіздермен қатар, басқада минорлы пуриндік және пиримидиндік негіздер де кіреді. Жануарлар мен жоғары сатыдағы есімдіктер ДНҚ-да 5—метилцитозин кездессе, ал бактериялар ДНҚ-да – N6-метиладенин және 5-гид-роксиметилцитозин.
Тасымалдаушы РНҚ-да мынадай минорлы негіздер кездеседі: гипоксантин, псевдоурацил, 7-метилгуанин, 4-тиоурацил, дигидроурацил, V негіз.
Азотты негіздер (пуриндік және пиримидиндік негіздер), пентоза мен фосфор қышқылы үшеуі өзара қосылысып, мононуклеотид молекуласын түзеді. Олардың өзара жалғасып, қосылу реті әрқашан тұрақты. Төменде ДНҚ құрамына кіретін төрт аса маңызды дезоксирибоиуклеотидтер мен РНҚ молекуласын түзетін терт негізгі рибонуклеотидтердің құрылым формулала-рын өрнектеп, жазуға болады:
Сонымен азот негіздері, рибоза немесе дезоксирибозамен қосылып, нуклеозид түзеді. Құрамына азотты негіз, рибоза немесе дезоксирибоза және фосфор қышқылының қалдығы кіретін қосылыс нуклеотид деп аталады.
Нуклеин қышқылдары, жоғарыда айткандай клетканың ядросы хромосомдарының ішінде орналасады. Олардың молекулалықсалмағы өте жоғары 6-дан 12миллионға дейін жетеді. Мұндай орасан үлкен макромолекулалар жұздеген, мыңдаған жекеленген нуклеотидтерден құралады.
Нуклеин қышқылдарының кұрамына кіретін жеке нуклеотидтер өзара жалғасып, ұзын тізбек (полинуклеотид) түзеді. Жекелеген нуклеотид құрылыс "кірпіші" ретінде пайдаланылады. Пентозаның 3-көміртегіндегі ОН тобы бос күйінде қалады. Осы гидроксил тобы және фосфор қышқылы арқылы нуклеотидтер өзара байланысады.
Сондықтан нуклеин қышқылдары нуклеотидтердің полимерлері, ал жекелеген нуклеотидтер мономерлер деп аталады. Осындай әдіспен мононуклеотид қалдықтары байланыса алады. Нуклеин қышқылдарының алуан түрлілігі, химиялық және биологиялык қасиеттері, оларды құрайтын нуклеотидтердің құрамына, мөлшері мен сапасына байланысты.
Бұл қышқылдар ағзада қандай қызмет атқарады? Тәжірибелік зерттеулердің дәлдігін баяндамай-ақ көптеген бірегей тәжірибелер нәтижесінде ағзада генетикалық белгілердің сақталуы және бір ұрпақтан екінші ұрпаққа берілуі тікелей ДНҚ молекуласы арқылы іске асатыны дәлелденген. Бұл арада ДНҚ тікелей әрекет жасамайды, әр түрлі РНҚ-ны қатыстырып әрекет жасайды. РНҚ молекуласы тұқым қуалайтын белгілерді ұрпақтан-ұрпаққа беруге көмектеседі және ДНҚ құрамына салынған гене-тикалык мәліметтерді жүзеге асыруға қатысады.
№ 33 емтихан билеті
1.ДНҚ репликациясы және түзілуі.
Репликацияның басталу нүктесінен және терминация нүктесінен тұратын бактериалды хромосома бір құрылымдық бірлік түрінде репликацияланады. Сондықтан бактериалды циклді ДНҚ бір репликон болып табылады. Электронды микроскоппен вирустар мен бактериялардағы репликацияланушы хромосомаларын зерттегенде, репликацияның басталу нүктелерінен екі қарама-қарсы бағытка ДНҚ синтезі жүргені анық байқалатын репликациялық айырылымды көруге болады. Эукариотты жасушалардың репликациясының құрылымы полирепликон түрінде жүреді. Импулс арқылы 3Н-тимидинді енгізгеннен кейін барлық митотикалық хромосомада көптеген таңба пайда болады. Бұл ұғым бойынша таңба бір уақытта интерфазалық хромосомада көптеген репликация орындары және репликация басталуының автономды нүктелері бар екендігін көрсетеді. Бұл күбылысты толығырақ ДНҚ-ның таңбаланған молекулаларындағы радиоавтография көмегімен зерттеген. Егер жасуша Н тимидинмен таңбаланған болса, жарық микроскопындағы ДНҚ кесінділері автографтарында қалпына келген күмістің бөліктерін пунктирлі сызық түрінде көруге болады. Бұл репликацияланып үлгерген ДНҚ ның аздаған кесінділері, ал оның арасында радиоавтографты калдырмаған, сондықтан көрінбей қалған ДНҚ репликацияланбаған кесінділері орналаскан. ЛН тимидиннің жасушамем қатынасының уақыт аралығы ұзарған сайын, осындай кесінділердің көлемі ұлғаяды, ал олардың аракашықтығы қысқарады. Осы зерттеулердің көмегімен эукариотты ағзалардың ДНҚ репликациясын дәл есептеуге болады. Бактериалды ДНҚ репликациясынан жылдамдығы 50 т.ж.н. сүтқоректілсрдс репликациялық айырылымның козғалыс жылдамдығы 1 минутта 1-3 ж.н. болса, ал кейбір өсімдіктерде минутына 1 т.ж.н. сәйкес болады. Осы зерттеулерде эукариоты ДНҚ хомосомасының кұрылымы полирепликонды екендігі дәлелденді. ДНҚ хромосомының ұзындығы бойынша репликацияда көптеген тәуелсіз бөліктер репликондар орналаскан. Сүтқоректілер гаплоидты топтарында 20000-30000 реплликон болуы кажет. Төменгі сатыдағы эукариоттарда репликон аз шамамен-40 м.ж.н.Дрозофилада гендерге 3500 репликоннан келеді, ал аңытқыларда 400. Сонымен репликонда ДНҚ синтезі екі карама-карсы бағытта жүреді. Бұл авторадиография көмегімен оңай дәлелденді. Егер жасушаға импулстік таңбадан кейін ортаға тимидинсіз ДНҚ синтезіне жағдай жасасак, онда оның ДНҚ енуі азаяды, және авторадиографияда симметриялы екі бағытка репликацияланған бөлікті көруге болады. Айырлы репликациялану кезінде репликонда козғалыс тоқталады. Көрші репликондардың репликацияланған бөліктері екі синтезделген ДНҚ молекуласының бірдей ковалентті тізбегімен байланысады. Репликондарда ДНҚ хромосоманың функционалды бөлінуі ДНҚ домендерінің бөлінуіне сай келеді. ДНҚ синтезінің биологиялық тұжырымы ДНҚ синтезін бактериямен және хромосомамен салыстырып караса түсінікті. Сонымен ұзындығы 1600 мкм хромосоманың монорепликонды бактериялардың жылдамдығы шамамен жарты сағат синтездейді, ал сүтқоректілерде ДНҚ репликациясы 6-8 сағатты құрайды. Репликациялық айырымдар көршілес репликондардың айырымдарымен терминальді нүктеде кездескенде оның козғалысы тоқтайды. Осы нүктеде көршілес репликондардың репликацияланып болған бөлімдері жаңа синтезделген ДНҚ молекуласының екі ковалентті тізбегіне жалғасады. ДНҚ хромосоманың репликондарға функционалды жіктелуі ДНҚ-ның доменге немесе айырымға кұрылымдық жіктелуіне сәйкес. Осылайша, жеке хромосомадағы ДНҚ синтезі көптеген репликондарда тәуелсіз синтезделіп көршілес ДНҚ кесінділердің ұшымен байланысуының негізінде жүреді. Бұл касиеттің биологиялық мәні эукариоттар мен бактерияда ДНҚ синтезін салыстыру негізінде түсіндіріледі. Ұзындығы 1600 мкм бактериалды монорепликонды хромосома жарты сағаттай синтезделеді. Егер сүтқоректілердің бір сантиметрлік ДНҚ молекуласы осылайша синтезделетін болса, онда синтезге алты күндей уақыт кетер еді. Бірақ, Мұндай хромосомада бірнеше жүз репликон болса, онда толық репликациялануына бір сағат кана қажет болады. Шын мәнінде сүтқоректілерде ДНҚ репликациясы 6-8 сағат жүреді. Бұл жеке хромосомалардың репликондарының бір уақытта қосылуына байланысты. Кейбір жағдайларда репликацияны жеделдету үшін барлық репликондар бір уақытта қосылады немесе қосымша репликациялық нүктелер пайда болады. Бұл күбылыс кейбір жануарлардың эмбрионалды дамуының бастапқы сатысында өтеді. Xenopus laevis бақасының жұмырткасының бөлшектенуі кезінде ДНҚ синтезіне 20 мин кажет, ал соматикалық жасушалар дақылында бір күн ғана алады. Дәл осындай жағдай дрозофилада байкалады: ерте эмбрионалдық кезеңдң ядродағы ДНҚ синтезіне 3,5мин, ал культуралық ұлпа жасушаларында ондағы репликациялық нүктелердің саныэмбрион жасушасынан бес есе көп болса да 600 мин жүреді. Жеке хромосома бойындағы ДНҚ синтезі біртекті жүрмейді. Хромосомада белсенді репликондар 20-80 репликациялық нүктелерден тұратын репликациялық бірліктерден топтар қүрайды. Бұл көрініс ДНҚ радиоавтографтардың талдауының нәтижесінде алынды. Репликациялар блоғы мен кластерлері, репликациялық бірліктердің бар екендігі ДНҚ-ға тимидиннің аналоғы -5- бромдезоксиуридинді (BrdU) қосу арқылы зерттелді. BrdU ны интерфазалық хроматинге қосса, онда митоз кезінде ВгсШлы аймақ тимидинді аймаққа карағанда жеткіліксіз тығыздалатындығы байқалды. Сондықтан, дифференциалды бояу нәтижесінде митотикалық хромосоманың ВгсШлы аймағы әлсіз боялады. Осылайша, жасушаның синхронды культурасында BrdU іске қосылуын бақылайды. Түрлі аймақтардың іске қосылуы S-кезеңнің уақытында тізбекті жүреді. Әр хромосомаға репликацияның белгілі реті мен суреті тән. Репликациялық бірлікке біріктірілген ядро матриксінің ақуыздарымен байланыскан репликон кластерлары репликация ферменттерімен бірігіп ДНҚ синтезі жүретін интерфазалық ядроның аймағы кластеросоманы түзеді. Репликациялық бірліктерінің белсендену реті хроматиннің осы аймағының құрыльшына байланысты болуы мүмкін. Мысалы, констутивті гетерохроматин аймағы S-кезең соңында репликацияланады, Сонымен қатар, S-кезеңінің соңында факультативті гетерохроматиннің кейбір аймағы еселенеді (мысалы, сүтқоректілердің аналықтарының X хромосомасы). Хромосомалардың бөлімдерінің репликациялану реті хромосоманы дифференциалды бояу нәтижесінде алынған суретке сәйкес: R-сегмент ерте репликацияланушы аймакка жатады, G-сегмент кеш репликацияланушыға, С-сегмент,яғни центромералық аймақ, ең соңында репликацияланады. Дифференциалды бояу нәтижесінде хромосома сегменттерінің боялу мөлшері мен санының әртүрлі болуы әр хромосомада репликацияның басталуы мен аякталуы асинхронды жүретінін сипаттайды. Дегенмен, хромосома репродукциясының реті қатаң тәртіппен жүреді. Жеке хромосоманың репликациялануы оның мөлшеріне байланыссыз. Мысалы, адамның А-тобының (1-3) хромосомалары В-тобының (4-5) хромосомалары тәрізді S-кезеңі бойы таңбаланылып тұрады. Осылайша, эукариоттар геномындағы репликация процесі барлық ядроның хромосомаларында S-кезеңнің басында бірге басталады. Геномның кез-келген аймағының репликациялануы генетикалық тұрғыдан қадағаланады, ол S-кезеңі кезінде белгілі гендердің мутагендерге сезімталдылығымен дәлелденеді. Репликация дербес жүреді. Репликация жеке акт регінде жүретін ДНҚ-ның ұзындық бірлігін репликон деп атайды. Репликонда репликацияға қажетті реттеуші элементтер болады. Онда репликация басталатын ориджин болады және репликация терминаторы болуы мүмкін. Прокариоттық клетканың геномы бір репликонды құрайды, сондықтан бактериялық хромосома ең үлкен репликон болып табылады. Сондай-ақ плазмидада жеке репликон болады.[1] 3.1.2 Репликация терминациясы (аяқталуы). Ішек таяқшасында (Е. соіі) терминацияны қамтамасыз ететін бір ізділіктер tег-сайттар (ағыл. "sites" - генетикалық суббірлік, физиологиялық бірлікке ұқсас) деп аталады. Олар қысқа (23-ке таяу) бір ізділіктерден тұрады. Терминация учаскесінде бірнеше tег-сайттар болады. Олар репликация ашалары кездесетін нүктеден 100 негіздер бір ізділігінен бұрын орналасқан. Терминация үшін tus генінің өнімі қажет, ол осы бір ізділікті таниды; онымен байланысқа кіреді және репликация ашасының әрі қарай жылжуын тоқтатады. ДНҚ репликациясы кезіндегі молекулалық-биологиялық процестер эукариоттар мен прокариоттарда негізінен бірдей. Дегенмен өзгешеліктері де бар. Біріншіден, эукариоттарда ДНҚ репликациясы клетка циклының белгілі бір кезеңінде өтеді. Екіншіден, егер бактериялық хромосома репликация бірлігі -репликон түрінде болса, эукариоттық хромосомадағы ДНҚ репликациясы көптеген жеке репликондармен жүзеге асады. Эукариоттық хромосоманың бойымен әр уақытта бір біріне тәуелсіз көптеген реп-ликациялық ашалар жүруі мүмкін. Ашаның жылжуы тек басқа ашамен қарама-қарсы соқтығысқанда, немесе хромосоманың ұшына жеткенде тоқтайды. Нәтижесінде хромосоманың түгел ДНҚ-сы қысқа уақыттың ішінде репликацияланады.[5]
2. Гендердің нәзік құрылымына сипаттама.
Ген(грек. genos — тұқым, тек) — тұқым қуалаудың қандай да бір элементар белгісін қалыптастыруға жауапты материалдық бірлік. Генде жасушаның құрылымы мен қызметін анықтайтын генетикалық ақпарат болады. Бір организмнің Гендер жиынтығы оның генотипін құрайды.Ген терминін алғаш рет 1909 жылы Дания ғалымы В.Йогансен енгізді. Барлық Гендер ДНҚ-дан тұрады және әрбір жеке жасушадағы мыңдаған осындай Гендер жеке ДНҚ молекуларының үзіндісі түрінде емес, хромосома деп аталатын, ірі құрылымдық бірлік құрамында болады. Жасушаның бөлінуі кезінде бұл хромосомалар екі еселенеді және жаңа түзілген жас жасушаалар осындай ата-аналық Гендер жиынтығының көшірмесін алады. Соның нәтижесінде жасушааның барлық белгілері (қасиеттері) ұрпақтан ұрпаққа беріледі, яғни тұқым қуалайды. Әртүрлі органимздердегі Геннің орташа ұзындығы 1000 нуклеотид негіздерінің жұбынан құралады деп есептеуге болады. Мыс., жануарларда кездесетін SV-40 вирусындағы ДНҚ-ның ұзындығы 5000 нуклеотид, яғни ол 5 геннен; Т4 бактериофагы — 200, ішек бактериясы — 4600, ал адамның гаплоидты жасушасы 100000 — 500000 Гендерден тұрады. 1865 жылы чех ғалымы Г. Мендел организм белгілерінің жеке тұқым қуалайтынын және шағылысу (будандастыру) кезінде ұрпақтарында жоғалмай сақталатынын анықтады. Будандардың бірінші ұрпағында ата-ананың біреуінің ғана белгісінің басым болуы доминанттық деп аталады. Генетикада Гендерді латын әліпбиінің әріптерімен белгілеу қалыптасқан, мыс., доминантты Генді бас әріппен (А), ал рецессивті (басылыңқы) Генді кіші (а) әріппен белгілейді. Микроорганизмдерде белгілі бір қосылыстар синтезіне жауапты Гендерді сол қосылыстар атауының алғашқы әріптерімен және “+” (қосу) белгісімен белгілейді, мыс., hіs+ — гистидин Гені, leu+ — лейцин Гені, тағыда басқа Гаметалардың түзілуі мен ұрықтану процестеріндегі әртүрлі Гендер бойынша белгілердің тәуелсіз ажырауы мен гомологтық емес хромосомалар әрекетінің арасындағы қатарластық (параллелизм), тұқым қуалаушылықтың хромосомалық теориясының негізін қалады. Бұл теория бойынша Гендер хромосомаларда тізбектеле орналасады да, олар тұқым қуалаушылықтың материалдық негізін қалайды (қ. Мейоз). Жасушадағы ақуыздың синтезделуі және олардың қарым-қатынасы туралы ақпарат тек Гендерде болады, яғни әрбір Ген белгілі бір ақуыз (полипептидті тізбек) синтезіне жауапты. Ақуыз синтезін бақылай отырып, Ген организмдегі барлық химиялық реакцияларды басқарады, яғни оның белгілерін (мысалы, шаштың түсін, қанның тобын, өсуді және т.с.с.) анықтайды. Гендер өзінде болатын ферменттер құрылымы және басқа жасушалық ақуыздар туралы ақпарат есебінен жасушалық метаболизмге бақылау жасайды. Ал ферменттер тірі организмдерде жүретін барлық химиялық реакцияларды басқаратын биокатализатор рөлін атқарады.Геннің құрылымы мен қызметін, Ген мен ферменттер арасындағы өзара байланысты әрі қарай тереңдете зерттеудің нәтижесінде “бір ген — бір полипептид” деген ұғым тұжырымдалды.Геннің қызметі туралы қазіргі көзқарастың қалыптасуына Америка ғалымдары Д. Бидл, Э. Тейтем (Татум) және С. Бензер жүргізген зерттеулердің әсері көп болды (1940 — 60). ДНҚ-да “жазылған” (кодталған) тұқым қуалау туралы генетикалық ақпарат РНҚ молекуласына беріледі де, ақуыз биосинтезі (трансляция) нәтижесінде ақуыз молекулалары құрылымынан көрініс табады. Генетикалық ақпараттың ДНҚ-дан РНҚ арқылы полипептидтер мен ақуыздарға тасымалдануы экспрессия немесе Гендердің көрінуі деп аталады. ДНҚ-ның басқа Гендердің белсенділігін реттейтін бөліктерін реттеуші Гендер деп атайды. Реттеуші Гендер басқа молекулалармен әрекеттесе отырып, сол жасушадағы ақуыз синтезіне әсер етеді. Геннің маңызды қасиеттерінің бірі — олардың жоғары тұрақтылығының (ұрпақтар бойында өзгермеушілігі) тұқым қуалағыш өзгерістерге — мутацияға ұшырау қабілеттілігімен үйлесімділігі. Бұл қасиет табиғи сұрыпталудың, оның нәтижесінде организмдер өзгергіштігінің негізі болып табылады
3. Активатор, оператор, репрессор,терминатор терминдеріне түсінік.
Активатор (activator) [лат. activus — действенный] — 1) вещество, стимулирующее транскрипцию специфического гена или оперона; 2) белок, связывающийся с регуляторными элементами гена (напр., оператором) и ускоряющий его транскрипцию; как правило, такой белок-активатор содержит домен, специфически связывающийся с ДНК, и один или несколько доменов, необходимых для активирования или взаимодействия с другими регуляторными белками; 3) вещества органической природы, повышающие репродукцию вирусов в клетке или увеличивающие их инфекционную активность; 4) фермент, активирующий неактивный субстрат
Оператор— белок супрессордың байланысатын бөлігі.
Репрессор — реттеуші белок. Оператормен байланысу арқылы (оперонның реттеуші бөлігімен) оперонды реттейтін гендер транскрипциясын тежейді. Бұл белгілі иРНҚ түзілуін, онымен бірге оперонмен кодталатын ферменттердің түзілуін тоқтатады.
Терминатор-транскрипцияның тоқтайтын бөлігі.
№ 34 емтихан билеті
1.Рибосоманың құрылымы және ашылу тарихы.
Рибосома (лат. rіbes — ағыс және грек. some — дене) — ақуыз синтезін жүзеге асыратын жасуша-ішілік органоид. Рибосомалар - екі орташа: үлкен және кіші өлшем бірлігінен тұрады. Нәруыздар биосинтезін (нәруызда аминқышқылдарды қосады) іске асырады.Рибосома тірі организмдердің барлығынан дерлік табылған. Әр жасушада шамамен 1000-нан 10000-ға дейін Рибосомалар болады. Шамамен диам. 20 нм-дей. Рибосомалар екі класқа бөлінеді: 70S және 80S (S-седиментация коэфф., Сведберг бірлігі). 70S Рибосома ядросы жоқ прокариоттар жасушаларында, ал 80S Р-лар эукариоттардың цитоплазмасында болады. Химиялық құрамы жағынан Р-лар РНІ-нан және ақуыздардан тұратын нуклеопротеид болып саналады. 70SBold text Рибосомасының 60 — 65%-ы РНҚ және 35 — 40%-ы ақуыздан, ал 80S Рибосомасының 50%-ы РНҚ-дан, 50%-ы ақуыздан құралады. Құрылымы жағынан Рибосомалар үлкен және кіші суббөліктерден тұрады.Рибосомалар цитоплазмада топтасып (5-70-тен) орналасып, полисомалар (полирибосома) түзеді. Рибонуклеопротеидтен құралған ( пен РНҚ) рибосомалар жасуша цитоплазмасында базофилді боялады, олардың құрамында ферменттер де кездеседі.