Азатгуль

34. ДНҚ - репликациясы. Мезельсон мен Стальдің тә жірибесін тү сіндірің із.

ДНҚ -ның матрицалық синтезі:

ДНҚ -ның екі еселену процессін-репликация деп атайды. (редупликация).

ДНҚ -екі еселенуі ол-жіпшелердің ажырауы нә тижесінде, жә не ә рбір жіпше матрицалық қ ызмет атқ арады, яғ ни оғ ан қ айтадан комплиментарлы тізбек синтезделеді.

Нә тижесінде екі тізбек синтезделеді, екі шиыршық ты, яғ ни негізгі тізбектен ешқ андай айырмашылығ ы жоқ тізбек синтезделеді.

Осылайша ДНҚ екі еселену процессі-жартылай консервативті деген атақ алды, экспериментті тү рде 1958ж М.Мезельсон жә не Ф.Сталь дә леледеді.

Уотсон, Криктер болжамдағ андай эукариоттарда ДНҚ реплекациясы жартылай сақ тау (консервативті) деп аталатын жолпен жү руі керек. Олардың гипотезасын М.Мезельсон жə не Ф.Сталь радиоактивті таң балы атом ə дісін қ олданып дə лелдеді. E.coli бактерияларының аналық ДНҚ молекуласын азоттың ауыр N15 таң басымен зерттегенде екінші циклдан кейін екі еселеніп ө скен ДНҚ молекуласының бір тізбегі бұ рынғ ы, аналық тізбегі, ал екінші комплементарлы тізбек жаң адан тү зілген болып шық ты. Экпирименталды материалдар бойынша консервативті реплекация мү мкін емес, яғ ни жаң адан тү зілген екі ДНҚ молекуласының біреуінің екі тізбегі де аналық тізбектен, ал екінші ДНҚ молекуласының екі тізбегі де жаң адан қ ұ рылуы болмайды.

• Ферменттер:

1. Топоизомераза – “репликативтiк айырдың ” алдындағ ы ДНҚ -ның аса жоғ ары ширатылғ ан жерлерiн босатады
2.Геликаза - ДНҚ тiзбектерiн ажыратады
3. SSB-белоктар - ДНҚ -ның ажырағ ан тiзбектерiн тұ рақ тандырады
4.РНҚ -праймаза - ДНҚ -полимеразағ а керектi РНҚ -бастауыштарды (праймерлердi) синтездейдi
5. ДНҚ -полимераза - тiзбектi синтездейдi
6. ДНК полимераза 1 – РНК праймерді жояды
7. Лигаза – окозаки фрагменттерiн жалғ ап қ осады

• ДНҚ синтезінде мынандай қ асиеттерге ие, антипаралельдік жә не унирполярлық.

Ә рбір ДНҚ тізбегі белгілі бағ ытқ а ие болады.

35. РНҚ - ның химиялық табиғ аты жә не қ ұ рылымдық ұ йымдасуы.

Рибонуклеин қ ышқ ылы (РНҚ) — жоғ ары молекулалық байланыс; нуклеин қ ышқ ылдарының типі. Табиғ атта кең інен таралғ ан. РНҚ -ның кө мірсу бө лігінде рибоза қ анты, ал азотты негіздері ретінде аденин, гуанин, цитозин жә не урацил болады.

Рибонуклеин қ ышқ ылдары рибосомалық (рРНҚ), ақ параттық (аРНҚ) жә не тасымалдаушы (тРНҚ) болып бө лінеді. Рибонуклеин қ ышқ ылы тізбегі бірнеше ондағ ан нуклеотидтерден бірнеше мың дағ ан нуклеотидтерге дейін созылатын біржіпшелі полинуклеотидтерден тұ рады. Организмде РНҚ ақ уыздармен кешенді байланысқ ан рибонуклеотидтер тү рінде болады. РНҚ генетикалық ақ параттың жү зеге асуы мен ақ уыз синтезіне қ атысып, барлық тірі организмдерде аса маң ызды биологиялық рө л атқ арады. Кө птеген вирустарда РНҚ -н жалғ ыз нуклеинді компонент (қ ұ раушы) қ ұ райды. Осындай РНҚ вирустарда РНҚ биосинтезімен қ атар ДНҚ биосинтезінде де матрица рө лін атқ ара алады (кері транскриптаза). Бактериялар, ө сімдіктер жә не жануарлар жасушаларында қ ұ рылымы, метаболизмі жә не биол. қ ызметтері ә р тү рлі РНҚ типтері кездеседі. Мысалы, рРНҚ рибосоманың қ ұ рамына еніп, жасушадағ ы РНҚ -ның негізгі массасын қ ұ райды жә не кө лемі, қ ұ рылымы тү рлі организмдерде ә р тү рлі болады. Клеткада негізінен рРНҚ -да ақ уыздың биосинтезі жү реді; тРНҚ жасушада амин қ ышқ ылдары қ алдық тарын жалғ астырып алып, оны ақ уыз синтезі ө тіп жатқ ан жерге тасымалдайды. Ә рбір амин қ ышқ ылының ө зіне сай арнайы тРНҚ (ә детте бірнеше) болады. Барлық тРНҚ жоң ышқ а жапырағ ына ұ қ сас макромолекулалы қ ұ рылымғ а ие. Олардың рибосомағ а жә не аРНҚ -на жабысатын, ү ш нуклеотидтен тұ ратын (антикодон) жә не амин қ ышқ ылы қ алдығ ын жалғ астыратын аймақ тары бар. РНҚ -ның барлық тү рлері жасушада ДНІ матрицасында синтезделеді, соның нә тижесінде ДНҚ -ндағ ыдезоксирибонуклеотидтер тізбегінде комплементарлы рибонуклеотидтер тізбегі қ ұ растырылады, мұ ны транскрипция процесі деп атайды. Клетка ядросында матриц. РНҚ -ның (мРНҚ) бастамасы болып келетін алып молекулалар табылғ ан, олардың кө п бө лігі ядрода ыдырайды да, аз бө лігі цитоплазмағ а ө тіп, нағ ыз мРНҚ -ын қ ұ райды.

36. Плазмид клондаушы векторлардың ерекшеліктері. Оларды қ олданудың жолдарын тү сіндірің із.

1саты - Рекомбинантты ДНК

· Рекомбинантты ДНК- технологиясы ең алғ аш рет 1970 ж бактерияларда пайдаланылды.

· Рекомбинантты ДНК- бұ л – бір организмнен екінші бір организмге генетикалық ақ паратты тасымалдауғ а мү мкіндік беретін тә жірбиелік рә сімдер жиынтығ ы.

· Осы негізгі гендер кесіліп-алып, плазмидалық ДНК-ғ а енгізіледі. Мұ ны «нысаналы ген» деп атайды.

2 саты - Рекомбинантты ДНК жасау

· Вектор – басқ а клеткағ а нысаналы ген туралы ақ паратты тасымалдайтын қ ұ рылым.

· Вектордың мысалы ретінде- вирустар, саң ырауқ ұ лақ тар, жә не плазмидалар пайдаланылады.

· ДНК-лигаза ДНК-молекуласын байланыстыру ү шін қ ажет.

· Рекомбинантты ДНК қ ұ рамында 2 тү рлі организмнің ДНК-сы кіреді.

3 саты - Рекомбинантты ДНК кейін бактериялық

клеткағ а қ айта мына жолдар арқ ылы

енгізіледі:

· Осмос қ ысымына тұ з ерітіндісін қ олдану арқ ылы

· Шыны инелермен микроиньекция жасау арқ ылы

· Электропорация ә дісі

· Температуралық шок

4 саты - Генді клондау

· Геннің клондауы атты процесте –нысаналы гендер қ ожайын клеткасы бө лінген сайын кө шірмесі кө бейеді

· Бактерия клеткалары: грамм теріс бактериялар бө лінеді

Долли қ ойы 6 жасында ө мірден озды

Долли қ ойы ең алғ аш 5 шілдеде 1996ж. Шотландияда клондалғ ан ересек сү тқ оректі. 2003 жылдың 14 февралында озды. Ө лгенге дейін Долли ө кпе рагымен сырқ аттанды.

Ал кей ғ алымдар оның ө лімін теломерлермен байланыстырады. Себебі, орташа қ ойлардың жас шамасы-10, 12 жас.

Геном - жасуша хромосомасы немесе организм гендерінің гаплоидты жиынтығ ы

«Клон» - тү сінігі бұ л- бір туыстан тарағ ан бактерия жә не ұ қ сас клеткалардың ү лкен популяциясы.

Клондау ү шін қ ажетті ДНҚ - молекуласының екі тү рі белгілі- геномдық ДНК жә не комплементарлық ДНК.

Геномдық ДНК жинағ ы - тұ тас организмде кездесетін барлық гендер жиынтығ ын, ДНК фрагменттерін қ ұ райды.

кДНК жинағ ы - клеткадағ ы мРНК-молекуласына комплементарлы синтезделген ДНК молекуласын қ ұ райды.

37. ДНҚ репликациясы. Сызық ты хромосома ұ штарының репликациясы, теломерлер жә не теломеразалар.

Организмдер клеткалардың бө лінуі нә тижесінде ө сіп жетіледі. ДНҚ молекуласының 2 еселеніп ө суі репликация деп аталады.ДНҚ молекуласының осылай репликациялану механизмі арқ асында бір организмнің барлық клеткасының генетикалық мазмұ ны ө згеріссіз сақ талады.Бір клеткадан екінші клеткағ а, бір ұ рпақ тан екінші ұ рпақ қ а генетикалық қ асиеттердің автоматты тү рде дә л берілуіне репликация негіз болады.

Репликация – дегеніміз ядроішілік маң ызды процесс. бұ л ө зін-ө зі кө шіруге қ абылетті днқ санының екі еселенуіне алып келеді.

Репликация процессінде матрицалық днқ молекуласының ә рбір полинуклеотидті тізбегінде оғ ан комплементарлы тізбек синтезделінеді.

Нә тижесінде, екі спиральді днқ -ң біреуінен, екі ұ қ сас қ ос спираль пайда болады. бұ ндай екіеселену жолындағ ы ә рбір – жаң а молекула бір матрицалық жә не бір жаң а синтезделген тізбектен тұ рады жә не жартылай консервативті (сақ таушы, негізгі қ алпын сақ тау) деп аталады.

ДНҚ синтезiне қ атысатын ферменттер:

1) ДНҚ -ғ а тә уелдi ДНҚ -полимеразасы (I, II, III).

III ДНҚ -полимеразасы элонгацияғ а тiкелей қ атысатын фермент.

2) ДНҚ -праймаза. ДНҚ -полимераза ө з бетiнше синтездi бастай алмайды, сондық тан ДНҚ -праймаза ферментi праймерлерді тү зуге кө мектеседi, ал III ДНҚ -полимеразасы ә рi қ арай тiзбектiң ө суiне мү мкiндiк бередi.

3) хеликаза – қ ос тізбектің бір-бірінен ажырауын, ал хеликаза ферментi қ ос тiзбектегi сутектік байланыстардың бір-бiрiнен ажырауын қ амтамасыз етедi. Бұ л қ ос тiзбектiң ажырауы ү шiн энергия қ ажет, яғ ни ә рбiр азоттық негiздiк жұ бын жазу ү шiн АТФ-тың екi молекуласы гидролизге ұ шырайды:

4) ДНҚ -лигаза - ү зiктердi ө зара жалғ астырады. Жапон ғ алымы Оказаки ДНҚ молекуласының алдымен қ ысқ а-қ ысқ а фрагменттерiнде синтезделетiнiн тапты, сондық тан оларды Оказаки фрагменттерi деп атады. Осы фрагменттер, кейiн 3’(ОН) жә не 5’(ОН) топтарының бiрiмен-бiрi фосфодиэфирлiк байланыс арқ ылы ДНҚ -лигаза ферменттерiнiң қ атысуымен бiр тiзбек қ ұ райды.

5) 20-ғ а жуық ақ уыздық факторлар қ ажет. Нобель сыйлығ ының лауреаттары Очоа, Корнбергтың жұ мыстары арқ асында, қ азiргi кезде ДНҚ синтезiне 20-ғ а жуық фермент пен ақ уыз қ ажет екендiгi жә не олардың ә рқ айсысының ө здерiне тә н атқ аратын қ ызметтерi бар екендігі анық талды.

Репликацияның механизмі

o ДНҚ молекуласының екі тізбегінің бұ ралып қ атты байланысқ аны белгілі. Репликация жү ру ү шін аз уақ ытқ а болсада екі тізбекті бө лу керек.Қ ыздырғ анда, сілті немесе сілті ә серінен негіздер арасындағ ы сутектік байланыстар ү зіліп, қ ос тізбек жең іл бө лінеді.Тізбектің 2ге бө лінуін хеликаза атқ арады. Хеликаза тікелей репликациялық айырғ а бө леді.

o Репликациялық айыр дегеніміз - аналық ДНҚ молекуласының бір мезгілде тарқ ату жә не синтез процесі жү ретін учаскесі. ДНК молекуласының екі тізбегіндегі 5-3 бағ ытқ а синтезделеді.жетекші тізбек ү здіксіз екі еселеніп ө седі, ал артта қ алғ ан тізбек қ ысқ а ү зінділерден тү зіледі, оның бағ ыты репликациялық айырдың жү ру бағ ытына қ арама - қ арсы келеді.ДНҚ байланыстырушы белок - тізбектердің қ айтадан қ осылуына бө гет жасайды. Соның себебімен ДНҚ -ның бө лінген ә рбір тізбегі матрица ретінде репликацияғ а пайдаланылады.

o Эукариот клеткаларында кө п хромосома болғ андық тан, оларда репликация кү рделі жү реді.

Хромосомалардың иық тары теломерлермен аяқ талады.

Кейбір жасушаларда хромосома теломерлерінің ү зілген бө ліктерін қ алпына келтіріп жалғ ап отыратын арнайы фермент -теломераза ферменті синтезделінетіні анық талды (1985 ж.). Рак жә не жыныс жасушаларында теломераза ферменті ү немі синтезделініп олардың шексіз бө лінуін қ амтамасыз етеді.

Адам геномы жобасы. Геном қ ұ рылымы.

Геном (ағ ылшынша genome, грекше genos — шығ у, тек) — хромосомалардың гаплоидты (сың ар) жиынтығ ында шоғ ырланғ ан гендердің бірлестігі. Геном терминін 1920 жылы неміс биологы Г. Винклер енгізді. Гаплоидты жиынтық кө бінесе жыныс жасушаларына тә н, ал сомалық (дене) жасушаларында хромосомалардың диплоидты (екі еселенген) жиынтығ ы болады. Кейде хромосомалардың саны қ алыпты диплоидты жағ дайдан артып кетеді. Егер гаплоидты жиынтық тан Геном ү ш не тө рт есе артық болса, триплоидты жә не тетраплоидты, ал бір Геном ағ зада бірнеше рет қ айталанса, автополиплоидты, ал ә р тү рлі біріккен ағ за аллополиплоидты деп аталады. Хромосомалардың жиынтығ ы еселеніп, артқ ан сайын Геном саны да ө сіп отырады. Ә детте диплоидты клеткада хромосомалар жұ п болып келеді. Себебі, ұ рық тану кезінде оның бір сың ары аналық гаметадан, екіншісі — аталық гаметадан беріледі, яғ ни бұ л Геномдар сә йкес (гомологты) болады. Сө йтіп екі гаплоидты жасушадан бір диплоидты жасуша тү зіліп, жаң а ағ за қ алыптасады. Ә р хромосомада тізбектеліп орналасқ ан гендердің ө зара дә л келуін екі Геномның сә йкестігі деп атайды. Туыстығ ы қ ашық буындарда барлық немесе бірнеше Геномдар арасында сә йкестік болмайды. Бұ л тұ рақ тылық бұ зылып, белгілі бір факторлардың ә серінен хромосома с Адам геномы жобасы. Адам геномы картасын жасау, Гибридомалы технология, Бактерия, саң ырауқ ұ лақ жә не нематодтармен кей ө сімдіктердің геномдарын секвенирлеу, Жобаның басталуы - Дж.Уотсон, 1988 г., Қ аржыландыру – 6 млрд.доллар. Адам хромосомасындағ ы нуклеотидтер реттілігі, Nature, 1999 (Авторлар 200 адам)анының ө згеруін (мысалы, артып, не кеміп кетсе) геномдық мутация деп атайды.

38) Гендік мутациялар. Гендік мутациялардың молекулалық негіздері.

Генетикалық қ ұ былыстармен немесе хромосомалық ө згерістермен байланыссыз, кенеттен болатын фенотиптік ө згерістерді, тек қ ана жекелеген гендерде болатын ауытқ ушылық тармен тү сіндіруге болады.Мұ ны гендік мутация дейді.Ол хромосоманың белгілі бір бө лігіндегі ДНҚ молекуласындағ ы нуклеотидтер тізбегінің ө згеруінің нә тижесі болып табылады.Ген қ ұ рамындағ ы нуклеотидтердің осылайша ө згеруі транскрипция кезінде мРНҚ қ ұ рамында қ айта қ айталанады да, трансляция нә тижесінде рибосомаларда тү зілетін полипептиді тізбектегі аминқ ышқ ылдарының орналасу ретінің ө згеруіне алып келеді.Гендік мутациялар кез келген организмде тү рлі биохимиялық, морфологиялық, физиологиялық жә не т.б. белгі қ асиеттердің ө згеруіне соқ тырып, барлық мутацияның ең кө п жә не аса маң ызды бө лігін қ амтиды.Гендік мутациялар доминантты, жартылай доминантты жә не рецессивті болады. Мутациялардың кө пшілігі рецессивті болады. Рецессивті мутациялар гетерозиготалы организмдерде білінгенімен, тү рдің жеке дарабастарында оларғ а ешбір зиянсыз тү рде ұ зақ уақ ыт сақ тала береді, ал болашақ та тек гомозиготалы жағ дайғ а ауысқ анда ғ ана байқ алады.Ген ә ртү рлі аллельдік жағ дайда мутацияланып, кө п аллельдер сериясын қ ұ райды.Гендік мутациялар тура жә не кері деп топтастырады.Бастапқ ы тү рінен жаң асына қ арай ө згеріс тудыратын мутацияны тура мутация деп атайды. Гендік мутациялардың молекулалық негіздері. Г.м.ың механизмдерін тү сіну ү шін геннің жабайы тү рі мен мутантты геннің нуклеотидтік тізбектерін білу керек.Оларсыз ДНҚ қ ұ рамындағ ы ө згерістер мен мутация тудыратын факторлар арасындағ ы байланысты тү сіну мү мкін емес.Гендерді клондаудың қ азіргі ә дістері ДНҚ дағ ы нуклеотидтік тізбектерді тікелей анық тауғ а мү мкіндік туғ ызып отыр.

41, 42, 43 ЖАНАРЫМ

44.Хромосоманың молекулалық ұ йымдасуы.Нуклеосома

Адам геномы — адам жасушасындағ ы тұ қ ым қ уалау материалының жиынтығ ы, гендердің жиынтығ ы. Адам геномын толық тай секвенирлеу адам геномында 20 000-25 000 геннен тұ ратынын анық тағ ан. Адамның жасушасындағ ы ДНК молекуласы-3 млрд жұ п нуклеотидтен тұ рады. Тек 1, 5% генетикалық материалды – экзондар, қ алғ андары- интрондар, немесе мусорлық ДНК. Ә р жасушадағ ы ДНК ұ зындығ ы -2 м, оның 3 см-экзондар. Жасушада таза ДНК молекуласы болмайды.Жасуша циклының барлық кезең дерінде ДНК молекуласы нуклеопротеинды қ ұ рылымда қ атталғ ан. Жасушада таза ДНК молекуласы болмайды. ДНК ұ йымдасуының 4 дең гейі бар:

1. Нуклеосомды дең гей - Нуклеосома негізінде гистонды октамер жатыр. Нуклеосома қ ұ рамында октамер формасына сә йкес байланысқ ан ә р тө рт гистонның Н2А, Н2В, Н3, Н4 екі молекуласы болады. Ә р октамер ДНК-ның шамамен 200 ж.н. тұ ратын реттілікпен байланысқ ан. Бұ л нуклеосоманың ө зекті қ ұ рылымы деп аталады. ДНК ұ зындығ ы 7 есе кемиді. Нуклеосома цилиндр пішіндес, ДНК оның сыртынан екі орам жасап орналасқ ан. Н1 гистоны нуклеосомалар арасындағ ы байланысты қ амтамасыз етеді. Н1 гистонының молекуласы мономер болып табылады, ол нуклеосоманың сыртында орналасқ ан. Екі нуклеосома арасындағ ы ДНК учаскесң линкер деп аталады. Ұ зындығ ы 145 жұ п нуклеотидтен тұ ратын ДНК жіпшесі октамер айналасын орап орналасқ ан, ал шамамен 50 жұ п нуклеотид линкердің ү лесіне тиеді. Нуклеосомалы қ ұ рылымды тү згеннен кейін ДНК молекуласы 7 есе қ ысқ арады.

2. Супербидті, немесе соленоидті дең гей – Диаметрі 11 нм нуклеосома одан ә рі қ арай конденсацияғ а ұ шырауы арқ ылы соленоид деп аталатын диаметрі 30 нм жоғ ары дең гейлі қ ұ рылымдар пайда болады. Соленоид бір-біріне жақ ын оралғ ан бірнеше нуклеосомалардан тұ рады. Бұ л хромотиннің екінші дең гейлі жинақ талуы болып табылады. Хроматиннің ультраструктуралық қ ұ рылымын зерттегенде нуклеопротеинді жіпшелердің екі типі анық талды: 10 жә не 30 нм диаметрі. Біріншісі- кезектесіп орналасқ ан нуклеосома жіпшелері -10 нм. Екіншісі- диаметрі 10нм-ден тү зілген спирал болып табылады- 30 нм. Спиралдың ә р оралымында – 6 нуклеосома болады

3. Ілмекті дең гей - ДНК 11 нм нуклеосомдық “моншақ тар” тү зіп, диаметрі 30 нм фибриллалар ілгекті домендер сериясын қ алыптастырады, кейін олар 300 нм диаметрлі хроматинді қ ұ рылымдарғ а айналады.

4. Метафазалы хромосома - Одан кейін диаметрі 300 нм фибриллалар конденсацияланып, метафазалық хромосоманы қ ұ райды. Хромосома диаметрі 700 нм-ге тең.

Нуклеосомалар - пішіні ДНК-молекуласының екі оралымынан тұ ратын цилиндрлерге ұ қ сас қ ұ рылым. Екі нуклеосомалар арасындағ ы ДНК- линкерлер деп аталады. Ұ зындығ ы 146 ж.н тұ ратын ДНК молекуласы октамерлерге оралса, 50 ж.н. Линкерлі молекулалар болып табылады. ДНҚ репликациясы кезінде нуклеосома қ алай тү зіледі, репликациялық айырылым кезінде нуклеосоманың тағ дыры кандай, ескі жә не жаң а нуклеосома немесе ақ уыздар қ алай бө лінеді деген сұ рақ тар бү гінгі кү нге дейін ә лі шешімін тапкан жоқ. Электронды микроскоппен зерттеу жү ргізу нә тижесінде репликацияғ а ұ шырағ ан хроматиннің екі жіпшесінде де нуклеосома болатыны анық талды. Эукариоттарда ДНҚ синтезінің жылдамдығ ы (20нм/с), онда жаң а нуклеосома хромосом жіпшелерінің екі еселенуіне 3-4с болады. Нуклеосоманың тү зілуінің Бұ ндай жылдамдық та болуы ДНҚ синтезі кезінде синтезделген гистондардың тү рлеріне байланысты жә не ол нуклеосома қ ұ рамына кіруге дайын болады. Гистонды гендар ДНҚ -ның жү йелілікпен қ айталанатынына байланысты, кө рнекі тү рде ә р гистондар бірнеше кө шірмелерден тұ рады. Олар ДНҚ синтезін бірге белсендетеді, сондық тан репликациялық айырылым ДНҚ -ның жаң а бө лігі жаң а синтезделген гистондармен қ осыла алады. Жаң а синтезделген гистондар жә не ескі гистондар ДНҚ -ның репликациясы кезінде, нуклеосоманың тү зілуіне қ осылмайды. Октамерлі гистондармен бірге репликацияғ а дейін қ атысушы интакты кү йінде калып жә не ДНҚ -ның жаң а дуплексына ауысады. Сол кезде жаң а гистондар нуклеосомның ДНҚ -дан босағ ан бө лігіне жиналады. Ескі жә не жаң а актомерлі гистондар жаң а ДНҚ -ның екі еселенуі кез келген жерден жү реді. Нуклеосома қ ұ рылымы РНҚ синтезделер кезінде екі тү рлі нұ ска таң дауғ а беріледі. Олардың біреуінде нуклеосома екі жартылай нуклеосомағ а бө лінеді де ДНҚ ширатылады; басқ а нуклеосома жанында аздап еркін орналасады, тетромерлер сақ талада (НЗ. Н4)2 ал димерлер Н2А. Н2В уақ ытша жоғ алып кетеді, ал кейіннен РНҚ полимераза процесінен кейін қ айтып келеді де бұ рынғ ы нуклеосома калыптасады.

45. Аминқ ышқ ылдарының қ ышқ ыл негіздік қ асиеттерін тү сіндірің із.Аминқ ышқ ылдарының цветтерионды кү йі

Аминқ ышқ ылдары мен белоктар – биологиялық тұ рғ ыдан ө те маң ызды қ осылыстар, олардың физикалық қ асиеттеріне рН – тың ә сері ө те жоғ ары. Қ арапайым аминқ ышқ ылдардың ышқ ылдық – негіздік қ асиеттері қ ышқ ылдар мен негіздердің классикалық теориясына негізделген. Аминқ ышқ ылдардың кө пшілігі моноаминкарбонды қ ышқ ылдар болғ андық тан рН – тың бейтрап мә нінде айқ ын зарядты иемденбейді.рН-тың ең тө менгі мә нінде моноаминкарбонды аминқ ышқ ылдар екі негіздік қ ышқ ыл (NH3 – CHR –COOH)

Аминқ ышқ ылдарының судағ ы иондану дең гейі рН-қ а байланысты болады жә не ол Хендерсон-Хассельбах тең деуімен анық талады. Ә лсіз қ ышқ ыл ү шін бұ л тең деу: рН=pK+lg (негіз)/(қ ышқ ыл). рК1+рК2 =14 болатынын ескере отырып, ә лсіз негіз ү шін тең деуді былай жазамыз: рН=pK – lg (қ ышқ ыл)/(негіз).

рН мә нін 6-ғ а жоғ арылатқ анда карбоксил тобы протонын жоғ алтады, нә тижесінде электрлі бейтарап дипольды ион немесе цвиттерион NH3 – CHR –COOH пайда болады. Яғ ни, аминқ ышқ ылдары тірі клеткалардың сулы ортасында биполярлы ионды кө рсетеді. Ә рі қ арай рН мә нінің кө терілуі екінші протонның жоғ алуына жә не NH3 – CHR –COO пайда юолуына ә келеді. Бірінші, ионизация кезең і, яғ ни альфа- карбоксильді топтарының ионизациясында рК1 ө лшемі 2-2, 5 тең, ал екінші ионизация кезең інде рК2 ө лшемі – 9-10 тең. Қ ұ рамында ионизацияғ а қ абілетті R- тобы бар басқ ада аминқ ышқ ылдар басқ ада ионды пішінде бола алады, ал олардың пайда болуы R- топтың рК ө лшеміне тікелей тә уелді. рН-тың тө менгі мә ндерінде аниондық фориада болады. Аминқ ышқ ылы кристалл кү йінде немесе таза суда ерігенде цвиттерион кү йінде болады. Олар балқ у жә не қ айнау нү ктелері бойынша иондық байланыстардың қ асиетін кө рсетеді, яғ ни суда жақ сы, ал органикалық еріткіштеде нашар ериді.Белоктың электрофорезде қ озғ алыссыз юолатын рН мә ні изоионды нукте болып табылады. Изоэлектрлік нү ктені анық тау ү шін белокты буфер ерітіндісінде ерітеді. Изоэлектрлік нү ктеде байқ алатын зарядтардың тепе-тең дігі белок молекуласындағ ы зарядтала алатын топтардың орнын толтыратын, молкуламен байланысқ ан аниондар жә не катиондарғ а байланысты болады.

46. Репарация. SOS- репарация жә не пострепликативті репарация ү рдісін сипаттаң ыз

Репарация – тірі ағ залардың мутагендік факторлар ә рекетіне байланысты ДНК молекуласында пайда болғ ан бұ зылуларды қ айта қ алпына келтіру қ асиеті. Репарация қ ұ былысы тек ДНК қ ұ рылысындағ ы мутациялық бұ зылуларды жө ндеуде емес, сонымен қ атар тұ қ ымқ уалайтын аурулардың қ алып тасуында, ерте қ артаю процесінде, жасушалар дың ісіктік трансформациясында (канцерогенез) т.б. маң ызды рө л атқ арады.Жалпы, мутациялық ө згергіштік гендер мен хромосомалардағ ы тұ рақ ты ө згерістер нә тижесінде қ алыптасады да, генетикалық материалдың геномдық, хромосомалық жә не гендік (ДНК молекуласы) дең гейлеріндегі кез - келген сандық жә не қ ұ рылыстық бұ зылуларғ а ә келеді. Осығ ан байланысты, яғ ни бұ зылуларды қ айта қ алпына келтіру ү шін ДНК репарациясы жұ мыс істейді. ДНҚ – ның репарациялану мү мкіндігі 1949 жылы белгілі болды.А.Кольнер, Р.Дюлбекко жә не И.Ф.Ковалев бір – біріне байланыссыз тү рде актиномициттер, бактериофаг жә не парамецияларғ а ультракү лгін сә улелердің летальды дозасымен ә сер еткеннен кейін кә дімгі жарық сә улесін тү сірсе олардың тіршілік қ абілетінің қ алпына келетіндігін анық тады.Бұ л қ ұ былыс фотореактивация деп аталады.

Клетканың ДНҚ зақ ымдалуына жауап беру қ абілеті – SOS жауабы деп аталады.SOS – жауаптың бір тү ріне ДНҚ – ның SOS – репарациясы жатады. Репарацияның бұ л механизмі 1974 жылы ашылды. Американ ғ алымы Радман клеткада ДНҚ -ның репликациялануы қ ажет болғ ан жағ дайда, бірақ онда жойылмағ ан зақ ымдар қ алғ андық тан клеткада SOS – репарацияның механизмі активтенетінін тапты. УК- сә улелендірген кезде E.coli – де SOS – репарацияның индукциясы тек геномда кем дегенде 30-60 кесілмеген димерлер болғ ан жағ дайда ғ ана жү реді.Осының нә тижесінде ДНҚ плтмераздық комплекске келіп қ осылып, матрицалық тізбектің келесі бір жерлеріне қ арама –қ арсы жаң а ДНҚ -ның тү зілуіне мү мкіндік туғ ызатын белоктардың синтезі индукцияланатындығ ы анық талды.Мұ ндай жауаптың басы RecA белогының LexA репроссорымен ә рекеттесуінен басталады. SOS – репарациясының нә тижесінде клеткадағ ы ДНҚ екі есе артып кетеді, бірақ та қ анша қ ателіктер болғ анымен клетка бө лінеді жә не аман қ алады. Ал егер тіршілік ү шін аса маң ызды функциялар зақ ымдалса, ондай клеткалар ақ ырында ө леді. Қ азіргі кезде адамда кездесетін кө птеген тұ қ ымқ уалайтын аурулардың пайда болуы репарацияның ә ртү рлі процестерінің жекелеген кемітіктерге байланысты екендігі белгілі болды.

ДНҚ тұ тастығ ынг қ алпына келтірудің дің мә ні – димерлердің репликациясы барысында алынып қ алмағ ан тізбекке қ арама-қ арсы орналсақ ан жаң а тізбекте пайда болғ ан кемістіктерді репликациялауда жатыр. Зақ ымданғ ан немесе қ ате кеткен ДНҚ репликациясы кезінде ДНҚ полимеразасы осы зақ ымданғ ан жерді (димер) «атап ө теді», сө йтіп жаң а синтезделген тізбекте саң ылау қ алып қ ояды.Осы пайда болғ ан саң ылауды жою ү шін RecA белогының қ атысында рекомбинация жү реді, сондық тан зақ ымданғ ан бос қ алып қ ойғ ан саң ылау аралығ ында зақ ымданбағ ан тізбектен комплементарлы нуклеотидтер келіп қ осылады. Репликациядан кейінгі (пострепликациялық) репарацияны Гомологты реомбинациялық репарация депте атайды.

47.Полимераза Тізбекті реакция механизмін тү сіндірің із

Молекулярлык биологияның ә дісі, керекті ДНҚ фрагменттін концентрациясын ү лкейту. Синтетикалық тү рде праймерлердың кө мегімен ДНҚ -матрицасына екінші комплементарлы тізбекті синтездеу. Инфекциялық аурулардың диагностикасында, Микроорганизімдердің генотиптеуіне, Генді клондау ү шін, Жаң а гендерді экстракциялау ү шін, Мутацияларды енгізу, Жаң а ДНҚ фрагментерін біріктіру де қ олданылады. ДНҚ -ны амплификациялаудан басқ а ПТР нуклеин қ ышқ ылдарына ә р тү рлі ә сер етуге мү мкіндік береді (мутация, ДНҚ фрагменттерін тұ тастыру). Сонымен қ атар, ПТР биологиялық жә не медициналық практикада кең інен пайдаланылады, мысалы, мирастық немесе инфекциялық ауруларды анық тау, ә келікті орнату, гендерді клондау, жаң а гендерді бө ліп шығ ару, т.б.

1. Денатурация: 93-95°C, 30-40 сек.

2. Праймерлердың қ осылуы: 50-65°C, 20-60 сек.

3. Элонгация: 70-72°C, 20-40 сек.

Компоненттері: 1.Праймерлер – анық талатын спецификалық фрагмент шекараларындағ ы ДНҚ реттіліктеріне комплементарлы синтетикалық олигонуклеотидтер. Мө лшері ә детте 20-30 нуклеотид жұ бынан тұ рады. Амплификация реакциясы ө німдерінің тү зілуінде басты роль атқ арады. Спецификалық фрагмент пен праймерлерді дұ рыс таң дап алу амплификацияның нә тижелілігіне тікелей ә сер етеді. 2. Taq-полимераза – комплементарлық принцип бойынша ДНҚ -ның 3'-ұ шынан тізбектің ұ заруын жү ргізетін термотұ рақ ты фермент. 3.Дезоксинуклеотидтер қ оспасы – ДНҚ -ның екінші тізбегін синтездеу ү шін Taq-полимераза қ олданатын " қ ұ рылыс материалы". 4.Буфер ерітіндісі – фермент активтілігін, реакцияның оптималды жағ дайлары мен рН тұ рақ ты мә нін сақ тауды қ амтамасыз ететін Mg2+ иондары, басқ а да катиондар мен аниондар бар реакциялық қ оспа. 5.ДНК матрица – ізделінетін ДНҚ -сы бар препарат.

ПТР-ді талдау кезең дері: 1. ДНҚ -ны (РНҚ) клиникалық ү лгіден бө ліп алу. 2. ДНҚ спецификалық фрагменттерінің амплификациясы. 3. Амплификация ө німдерінің детекциясы.

Амплификацияның бірінші циклында тү зілген жаң а ДНҚ тізбектері амплификацияның екінші циклына матрица болып табылады. Екінші циклда ДНҚ -ның ізделінген спецификалық фрагменті (ампликон) тү зіледі. Кейінгі циклдарда ампликондар жаң а тізбектердің синтезіне матрица болады.

48. Мезольсон мен Сталь тә жірибесі. ДНК – полимеразалар мен олардың қ асиеттері. Ү здікті жә не ү здіксіз.

М.Мезельсон мен Ф.Стальдың (1958) тә жірибелері ү лгі бойынша жасалғ ан болжамдарғ а сә йкес репликациясы жартылай кнсервативті жолмен жү рретіндігі кө рсетті. ДНҚ -ның ә рбір жаң а молекуласы ата-анасының қ ос тізбекті спиралінен берілген бір ескі тізбектен жә не бір жаң а тү зілген тізбектен тұ рады. Олар E.coli клеткаларын азотты N15 ортада ө сірген. Азоттың бұ л ауыр изотопы ДНҚ қ ұ рамына еніп таң ба қ ызметін атқ арғ ан. Бактериялар ә рбір 20 минут сайын жаң а ұ рпақ беріп отырады. Ө сіру кезінде бактериялардың бірнеше ұ рпақ тары генерация алмасқ ан, соң ында барлық клеткалардың ДНҚ - сында азоттың N15 изотопы болғ ан. Содан соң бактериялар азоттың жең іл изотопы N14 бар қ оректік ортағ а ауыстыырлғ ан. ДНҚ репликациясы мен клетканың бө лінуінен кейін бірнеше уақ ыт ө ткеннен кейін бірнеше уақ ыт ө ткеннен соң клеткалардың жаң а генарцияларың ү лгілері таң далынып алынып, олардағ ы N 15 мен N14 изотоптарының таралу мө лшері анық талғ ан. N15 изотопы бар молекулалары жең іл N14 изотопы бар молекулалардан тығ ыздығ ына қ арап ажыратуғ а болады. Себебі N15 бар ДНҚ -дағ ы бір нуклеотидтің салмағ ы кә дімгі ДНҚ -ғ а қ арағ анда артығ ырақ болады. Тығ ыздығ ы ә ртү рлі молекулаларды хлорлы цезий градиентінде центрифугалау арқ ылы бө ліп алуғ а болады. Центрифугалау барысында ДНҚ молекулалары ерітіндінің тығ ыздығ ы олардың ө з тығ ыздығ ына сай келетін қ абабтына жинақ талады.N15 бар ортада ө сірілген E.coli клеткаларындағ ы ДНҚ -ның тығ ыздығ ы 1, 724 г/см3 болса, кә дімгі N14 ортада ө сірілген клеткалардағ ы ДНҚ -ның тығ ыздығ ы 1, 710г/см3 болғ ан.N14 oртада ө сірілген бірінші бө лінуден кейінгі клетка культурасының тығ ыздығ ы N15 -ДНҚ мен N14 аралығ ында болады.Екінші бө лінуден кейін N14 ортада ө сірілген, клеткалардың жартысы N14, ал екінші жартысы N14 – N15 ДНҚ аралығ ында болады.Ү шінші бө лінуден кейін ДНҚ -ның 3/4 бө лігі N14 ДНҚ -ның тығ ыздығ ына тең болғ ан, ал ¼ бө лігі аралық тығ ыздық ты сақ тады.Генерациялар саны мен ДНҚ тығ ыздығ ының арақ атынасы репликацияның жартылай консервативті типіне сә йкес келеді.

ДНҚ –полимеразалар – бұ л молекулалық салмағ ы 100000 Дальтонннан артық болатын ірі белоктар.Олар 3—5 экзонуклеазды белсенділікке ие: инуклеотидтерді бір бағ ытта жинақ тайдыда, соң ынан байланысқ ан нуклеотидтерді қ иып тастайды. Экзонуклеазды белсенділік дегеніміз реттіліктің дұ рыстығ ын тексеру, яғ ни қ ате жұ птасқ ан нуклеотидтерді жойып, орнын комплементарлы дұ рыс орналасқ ан жұ бына ауыстыру.

ДНК тізбектерінің бағ ытгары қ арама-қ арсы екені белгілі. Жұ мысына ө те мұ қ ият ферменттер жаң а тізбекті тек бір бағ ытта, яғ ни 5'— 3' бағ ытында ғ ана жасайды. Олай болса, ферменттер ажырағ ан тізбектердің біреуінің бойымен жаң а тізбекті жоғ арыдан тө мен қ арай, ал екіншісінің бойымен тө меннен жоғ ары қ арай синтездейді. Ең қ ызығ ы жаң а тізбектер ү здіксіз жасалмайды, ескі тізбектің бойында бірінен кейін бірі шағ ын ДНҚ фрагменттері пайда болып отырады. Ондай фрагменттердң ұ зындығ ы қ арапайым бактерияларда 200 нуклеотидтен тұ рса, кү рделі организмдерде ол 2000-ғ а жуык. Осындай фрагменттерді алғ аш байқ ағ ан жапон ғ алымы Р. Оказаки, сондық тан оларды оказаки фрагменттері деп атайды. Тізбектердің ажырауы мен қ осылуы ферменттердің ық палымен жү реді. Ажырағ ан тізбектерде оказаки фрагменттері жасала бастайды. Ә р фрагмент он шақ ты нуклеотидтен тұ ратын РНК, тізбегінен басталады. ДНҚ тізбегінің бойымен РНҚ тү ріндегі жаң а тізбекті праймаза (РНК, — полимераза) ферменті ғ ана бастай алады. Тізбекті бастағ ан РНҚ бө лшегінен ары қ арай " ДНҚ — полимераза — 3" деген фермент ажырағ ан ДНҚ бө лігіне сә йкес етіп оказаки фрагментін синтездейді. Содан кейін басқ а " ДНҚ полимераза — 1" ферменті фрагменттердің бастаушысы болғ ан ә лгі РНК, тізбегін ыдыратып жібереді. Енді кезек " ДНК-лигаза" деген ферментке келеді, Ол оказаки фрагменттерінің арасын ескі ажырағ ан тізбекке сә йкес етіп нуклеотидтермен толтырады. Ең соң ында " ДНК полимераза - 2" ферменті кө птегсн фрагменттердің бірігуінен пайда болғ ан жаң а тізбектің ң уклеотидтерінің ескі тізбегімен сә йкес келетіндігін тексереді. Егер қ андай да бір нуклеотид ө з орнында тұ рмаса соң ғ ы аталғ ан фермент оны кесіп алып тастап, оның орнына тиісті нуклеотидті қ ояды. Осындай ә р тү рлі қ ызмет аткаратын ферменттердін ү йлесімді жұ мыс жасауы тұ қ ымдық, белгіні ДНК арқ ылы-синтездей алады, ө иткені матрицалық тізбектің соң ы бос 3'— ОН тобынан басталғ ан, дә л осы соң ғ ы бө лікке ғ ана ө сетін ДНҚ тізбегінің келесі нуклеотиді комплементарлық ережеге сә йкес қ осыла алады. Бұ л тізбектің сннтезделуі, екінші тізбекке қ араганда сә л ерте басталады, сол себепті ол «бастаушы» тізбек деп аталады.

ДНҚ -ның екінші 5'—► 3' бағ ытындағ ы тізбектің («артта қ алғ ан») синтезделуі ү зілмелі тү рде жү реді, Бұ л тізбекті ДНҚ -полимераза III ферменті бірден ө здігінен синтездей алмайды. «Артта қ алган» тізбек синтезін қ оздыру ү шін ен; алдымен РНҚ -ныц қ ысқ а фрагменті (ұ зыпдығ ы 50 нуклеотидке дейін) қ ажет. Бұ л қ ысқ а кесінді праймер (немесе қ оздырыш) деп аталады, олардың синтезделуі праймаза ферменті (РНҚ -полимераза ферментшен ө згсшелігі — иолекулальиқ массасы ә лдеқ айда тө мен жә не транскрипция процесіне тікелей қ атынаспайды) қ амтамасыз етеді. Праймердің 3'—• ОН — ұ шы ДНҚ -полимераза III ферментіне ДНҚ -ның 5'—> 3' бағ ытындағ ы тізбегінің синтезделуін бастау ү шін қ оздырушы болып табылады.

49-сұ рақ.Эукариоттық жә не прокариоттық клеткалардағ ы экспрессиясының ұ йымдасуы мен реттелуіндегі ерекшеліктері.

Прокариотты гендер экспрессиясы: E.coli бактериялары кө міртегі мен энергияның бірден-бір кө зі ретінде лактозаны пайдалануы мү мкін, себебі олар лактоза дисахаридін галактоза мен глюкозағ а дейін ыдырататын фермент бета-галаксидазаны кө п мө лшерде тү зе алуғ а қ абілетті. Франция ғ алымдары Жакоб пен Моно қ ұ рылымдық гендер жұ мысының ү йлесімді бақ ылануын реттейтін моделін – оперон моделін ұ сынды. Бір-бірімен тығ ыз байланысқ ан қ ұ рылымдық гендер, оператор жә не промотордан тұ ратын, ү йлесімді тү рде экспрессияланатын гендер тобын – оперон деп атайды. Лактозалық оперонның қ ызметі мынандай жолмен жү реді lacZ, lacY жә не lacA гендерінің транскрипциясы lacІ генімен кодталатын белок репрессорымен бақ ыланады. Lacоперон лактоза қ антының қ атысуымен жү ретін ү ш тү рлі геннен тұ рады:

1.бета-галактозидаза(lacZ) – лактозаны глюкоза мен галактозағ а ыдыратады.

2.галактозидпермеаза(lacY) – клеткағ а лактозамен қ оса қ анттарды тасымалдауды қ амтамасыз етеді.

3.бета-галактозид трансацетилаза(lacA) – ол фермент ацетильды топты ацетил коэнзим А-дан бета-галактозидке алып барады, сө йтіп бактерияның ө суіне жағ дай жасайды.

Оперон моделі бойынша, қ ызметі жағ ынан бір-бірімен тығ ыз байланысты, полипептидтерді кодтаушы қ ұ рылымдық гендер тобының транскрипциясы екі бақ ылаушы элементтер – реттеуші-ген жә не оператор арқ ылы реттеледі.

Лактоза қ оректік ортада болмаса репрессор белок ү немі синтезделеді. Ол операторлық сайтқ а отырып, промоторғ а РНК-полимеразаның байланысуына жол бермейді. Репрессор белок промоторлық сайтты блоктап, РНК-полимеразаның жұ мысын бастауғ а кедергі келтіреді.

Лактоза болғ ан жағ дайда аллолактоза деген кіші молекулалы қ ант бактерия ішінде тү зіледі. Ол репрессор белогының арнайы сайтымен байланысып, оның конформациялық пішінін ө згертеді. Бұ л ө з кезегінде репрессор белоктың формасын ө згертуге ә келеді. Ө згерген репрессор белок операторылқ аймақ қ а отыра алмайды. Нә тижесінде РНК-полимераза промоторғ а отырады. Транскрипция жү реді. Lacоперон тек лактоза болғ анда ғ ана жү зеге асады. Бірақ қ оректік ортада лактоза да глюкоза да болғ анда транскрипция жү рмейді.

Ал эукариоттардың ерекшеліктері:

прокариоттық клеткаларғ а қ арағ анда эук.клеткалар қ ұ рамында ДНҚ мө лшері жоғ ары.

Эукариоттардағ ы транскрипция процесі трансляция процесінен уақ ыт бойынша да, кең істік бойынша да ажыратылып бө лінген. Бірінші болып ядрода транскрипция жү реді, артынан цитоплазмада мРНК-ның трансляциясы жү реді. Прокариоттарда РНК синтезі де жә не белок синтезі де цитоплазмада жү реді жә не транскрипция толық аяқ талмай тұ рып трансляция бастала береді.

Эукариоттар гендерінің транскриптілері цитоплазмағ а тасымалданудан бұ рын жетіліп қ ысқ арады.

Эукариоттардағ ы ген экспрессиясы қ оршағ ан орта факторлары ә серінен, жоғ ары температура, сигналдық молекулалар – гормондар, ө су факторлары арқ ылы туындалуы мү мкін.

Эукариоттар стериодты немесе пептидті гормондар арқ ылы реттелуі мү мкін.

Эукариоттар генінің транскрипциясы белок пен ДНК сиквенсі арасында жатқ ан гендер арқ ылы реттеледі.

50-сұ рақ. Сплайсинг қ ұ былысын тү сіндірің із.Альтернативті сплайсинг.

Сплайсинг процесінде, яғ ни РНК реттілігінің біршама бө лігі алып тасталынып, қ алғ ан фрагменттер бір-бірімен байланысқ ан кезде гяРНК-ның шамамен 25пайызы мРНК-ғ а айналып, трансляцияғ а дайын мРНК тү зеді. Сплайсинг арнайы ферменттер қ атысында, немесе кейбір жағ дайда интрондар қ ұ рамында белгілі жерде ыдырауын катализдейтін ерекше нуклеотидтер реттілігі болғ ан кезде ө здігінен жү реді. Мұ нда РНК молекуласы рибонуклеотидті тізбекті ыдырататын катализатор ретінде, яғ ни фермент қ ызметін атқ аруы мү мкін. РНК-дан қ ұ рылғ ан осындай ферменттер рибозимдер деп аталады. Рибозимдер қ атысында интрондардың ө здігінен кесіліп, ыдырау процесіне кофактор ретінде гуанозин қ ажет.

Сплайсинг ядрода кіші ядролық рибонуклеопротеиндердің бө лшектерімен байланысқ ан пре-мРНК-дан тұ ратын сплайсосомдар деп аталатын ерекше қ ұ рылымдарда жү реді. U1-U6 деп аталатын алты кяРНК молекулалары пре-мРНК-дан интрондардың дұ рыс кесіліп алынуын қ амтамасыз етеді. Жетілмеген бастапқ ы ядролық мРНК-да интрондардың ұ зындығ ы 20000 нуклеотидке дейін жетеді, сондық тан олар ө здігінен алып тасталынбайды, олардың ыдырауын қ амтамасыз ететін кү рделі механизм қ ажет. Пре-мРНК-да сплайсинг екі кяРНКлардың интронның басы жә не соң ғ ы ұ шымен ә рекеттесуінен басталады.

Альтернативті сплайсинг

Пре-мРНК процессингі гендер экспрессиясында реттеуші роль атқ арады. Мысалы, пре-мРНК молекуласында кейбір интрондар бір генге жатады, бірақ оларда ә р тү рлі жолмен сплайсинг процесі жү руі мү мкін. Бұ л экзондар қ ұ рамы бойынша ә р тү рлі мРНК-ның тү зілуіне ә келеді. Мұ ндай альтернативті сплайсинг мРНК-ғ а тә н, олардың трансляциясы кезінде туыс белоктар немесе дрозофила мен адам организмінде болатыны анық талды.

51, 52 АКЕРКЕ

53. ДНҚ - репликациясы. Репликацияғ а қ атысатын ферменттерді сипаттаң ыз.

Репликация - ДНҚ -ның екi еселену процессi – ДНҚ -ның жаң а кө шірмесінің тү зілуі. Эукариоттарда клеткалық циклдың S фазасында, прокариоттарда G 2 фазада жү реді.

· Репликацияның жолдары:

1. консервативті

2. дисперсивті

3. жартылай консервативті

Репликация - кө птеген ферментердiң қ атысуымен жү зеге асырылатын кү рделi процесс. Репликацияның негiзгi ферменттерi:
1. Топоизомераза – “репликативтiк айырдың ” алдындағ ы ДНҚ -ның аса жоғ ары ширатылғ ан жерлерiн босатады
2.Геликаза - ДНҚ тiзбектерiн ажыратады
3. SSB-белоктар - ДНҚ -ның ажырағ ан тiзбектерiн тұ рақ тандырады
4.РНҚ -праймаза - ДНҚ -полимеразағ а керектi РНҚ -бастауыштарды (праймерлердi) синтездейдi
5. ДНҚ -полимераза - тiзбектi синтездейдi
6. ДНК полимераза 1 – РНК праймерді жояды
7. Лигаза – окозаки фрагменттерiн жалғ ап қ осады.

54. Транспозондар жә не ретротранспозондардың қ ұ рылымдық жә не функционалдық ерекшеліктері.

Транспозондар- ДНк-лы элементтер ретінде геном бойынша орын ауыстырып қ озғ алатын ДНК сегменттері. Бұ л элементтер прокариоттардың кейбір транспозондары сияқ ты инвертирленген қ айталанулармен шектелген.Мысалы, дрозафиланың Р-элементтері, жү герінің Ас жә не Ds- элементтері. Осы организмдердің геномдарында осындай элементтердің 30-50 кө шірмелерінен болады.Ас-элементінің ұ зындығ ы 4563 ж.н, ұ зындығ ы 11 ж.н болатын инвертирленген қ айталанулары бар.Қ ұ рамында транспозаза ферментін кодтайтын транскрипция бірлігі болады. Ds-элементтері Ас-элементтерінің ішкі бө лімдерінің делециясы нә тижесінде пайда болады. АС элементі болмағ ан кезде Ds- элементі геном бойымен орын ауыстырмайтыны жә не W генінің экспрессиясы байқ алатынын анық талғ ан. Ас қ атысында Ds –элементі геном бойымен орын ауыстыруы мү мкін.Ds-элементінің кө рші жатқ ан W генімен транспозициясы кезінде хромасомада ү зілу пайда болады жә не W генімен хромасома фрагменті жойылады, осығ ан байланысты мутантты феноти п байқ алады.

Мобильді элементтер дрозафила, приматтар мен адамнан басқ а да организмдерде табылғ ан. Дрозафиланың линияларында Р-элемент болады. Р-элемент жоқ аналық тарды Р-элементі бар аталық тармен шағ ылыстырса, гибридтерде Р-элементінің транспозициясы туындайды, олар ұ рық тық жолдағ ы клеткаларда байқ алады. Байқ алатын нә тижелер жиынтығ ын гибридті дисгенез деп атайды.Гибридті дисгенез ұ рық тық жолдағ ы клеткаларда З-элементінің жиі транспозициясына себеп болады. Р-элементі шенге немесе гендерге жақ ын жерге еніп, олардың экспрессиясын бұ зып, мутацияларды тудырады.

Ретротранспозондар-мобильді элементтердің ірі класы, олардың қ ұ рылымы кері транскрипция механизмін қ олдана отыра, геномғ а енетін проретровирустарғ а ұ қ сас, яғ ни мобильді элементтің РНК-матрицасында ДНК синтезделеді. Кері транскрипция тек РНК-да ДНК тізбегінің синтезін ғ ана емес ДНК-ның екінші комплемаентарлы тізбегінің синтезн іске асырады.РНК матрицасы ыдырап, жойылады.Екі тізбекті ДНК цитоплазмада синтезделеді, содан ядроғ а барып генмғ а енуі мү мкін, нә тижесінде провирус тү зіледі. Ретротранспазондардың мө лшері 5-8 м.ж.н қ ұ райды, олардың ә р ұ шы ұ зын ұ шты қ айталанулармен шектелген, шамамен 300-400 жн тұ рады.Бір топқ а жататын тү рлі кө шірмелердегі LTR-де ретротранспозондар элементінің ө зінде ендірмелер мен делециялар болуы мү мкін. LTR арасындағ ы ДНК қ ұ рамында ашық оқ ылу шегі бар.Оның 1-шісі вирионның нуклеопротеинді ө зегінің 3 белокты компоненттерін кодтайтын ретровирустардың gag геніне ұ қ сас. Екінші оқ ылу шегі pol вирусты геніне ұ қ сас жә не транспозиция қ ажет протетаза, кері транскриптаза, РНК-аза Н жә не интеграза сияқ ты барлық белоктарды кодтайды.Поицистронды мРНК-да оқ ылады, артынан ол трансляцияланады.Ү шінші оқ ылу шегі env вирусты геніне ұ қ сас орналасқ ан, бірақ нуклеотидтер реттілігі басқ а болып келеді.Ретротранспозондардың орын ауыстыру тә сілінің бірі –РНҚ полимераза 2 арқ ылы транскрипциясы.LTR қ ұ рамында транскрипция инициациясының сайттары мен полиаденилдену сигналдары боладыLTR белсенді промоутер ретінде қ ызмет атқ арады.Транскрипция LTR –дің бір жағ ында басталып, басқ а жақ тан аяқ талады.

55.Антикодондар жә не аминоацил-тРНҚ -ның синтезделу барысы

Антикодон-тРНК-ның 3 нуклеотидтен тұ ратын бө лшегі.Ол и-РНК-ның 3 нуклеотидін тани алады жә не онымен байланысады. Кодон мен антикодонның арнайы байланысуы трансляция кезінде рибосомада ө теді. Ол аминқ ышқ ылдарының жаң а синтезделіп жатқ ан полипептидтерде дұ рыс орналасуын қ амтамасыз етеді.Антикодондық иінде антикодон, яғ ни нуклеотидтердің ерекше триплеттері болады, ол мРНК-ның тиісті кодонына кері параллельді бағ ытта комплементарлы болып, негіздер жұ бын қ ұ ра алады.

Аминқ ышқ ылының тиісті тРНК молекуласымен ковалентті байланысы арнайы фермент –амниоцил тРНК синтетазаның қ атысуында жү реді. Бұ л процесс 2 кезең дң жү реді. 1-ші кезең бұ л аминқ ышқ ылының АТР кө мегімен активтенеді. Осы кезең де аминқ ышқ ылы АТР-пен ө зара ә серлесу барысында активтене тү седі де, аминоациладенилді қ ышқ ылғ а айналады.2-ші кезең де активтенген аминқ ышқ ылы тиісті тРНК-ның 3’ұ шына ауысады.Тиісті тРНК-ғ а келіп қ осылғ аннан кейін, аминқ ышқ ылы енді амниоцил тРНК-ның айырық шылығ ын анық тауғ а қ атыспайды.

Амниоцил тРНК синтетазалар –бұ л 1 аминқ ышқ ылын танитын жоғ арды спецификалды ферменттер.Аминқ ышқ ылына сә йкес тРНК жинағ ын изоакцепторлы тРНК деп атайды.

56. ДНҚ -зақ ымдарының жойылуы: репарация жү йесі.

l Репарация процесінің екі типі бар:

l 1) қ ұ рылысының қ айтадан қ ұ рылуына репликацияны қ ажет етпейтін.

l 2) нуклеотидтердің жойылунан жә не осы аймақ та репликация жолымен ресинтез.

l Репарация процесінің екі типі бар:

l

l 1) қ ұ рылысының қ айтадан қ ұ рылуына репликацияны қ ажет етпейтін.

l 2) нуклеотидтердің жойылунан жә не осы аймақ та репликация жолымен ресинтез

l.

l Алкилденетін агенттер ә серінен ДНҚ да О6-метил- жә не О6-алкил бар гуанин қ алдық тары тү зіледі.

l Осындай гуаниндердің модифицирленген қ алдық тары ферменттер ә серінен деалкилденеді жә не олар бактерия мен сү тқ оректілердің жасушаларында кездеседі.

l О6-метилгуанин-ДНҚ -алкилтрансфераза алкилді топтардың сульфгидрилді топтардың цистейнді қ алдық тар ферменттеріне катализдейді. Сонымен қ атар акцепторлы белок инактивацияланады.

l ДНҚ ны ультрафиолетті жарық пен сә улелендіргенде пиримидинді негіздер арасында циклобутанды димерлер пайда болады.

l Бұ ндай байланыстар ДНҚ репликациясын тоқ татып тастайды.

Пиримидинді димерлерді жоюдын жолы ферменттердің кө мегімен мономерлерге айналдыру

l Модифицирленген нуклеотидтер орын ауыстыруының тө рт этапы.

l 1. Фермент нуклеотидті танып, полинуклеотидті тізбекте қ ияды жә не жақ ын модифицирленген негіз бен дезоксирибоза арсындағ ы гликозидті байланысты бұ зады

l 2. Экзонуклеаза модифицирленген нуклеотидті жояды.

l 3. Жойылғ ан аймақ 3'-ОН-ұ шынан бастан синтезделінеді, матрица ретінде қ арама қ арсы тізбекті қ олданады.

l 4. Репарация нә тижесінде пайда болғ ан ажырау ұ штары ковалентті байланыстың қ айта қ ұ рылуымен байланысады.

l Депуринизация немесе депиримидинизация болғ ан сайттарда АР(апуриновые и апиримидиновые)-эндонуклеаза деп аталатын ферменттермен байланысады.

l Кейбір АР-эндонуклеазалар АР сайттар бө лігінен 3'- тізбегін қ ияды, ө згелері 3'- жағ ынан диэфирлі байланысты қ ияды.

l Фосфодиэфирлі байланыстардағ ы ажырау экзонуклеазаларғ а қ алғ ан қ алдық тарды жоюғ а кө мектеседі сонымен қ атар, жойылғ ан бө лікті ресинтездеуге.

l Тиминди димер репарациясы келесі екі ә дістін бірімен қ аранғ ылық та жү реді. Е. coli жасушаларында ү ш полипептид синтезделінеді олар uvrA, uvrB и uvrC гендерімен коделенеді. иvrАВС-эндонуклеаз ферментті комплекс тү зеді.

l 5'- жағ ынан 3'-жағ ынан сегіз фосфодиэфирлі байланыс пиримидинді байланысты қ ұ райтын бұ л фермент ДНҚ тізбегін қ ияды.

l
Зақ ымдалғ ан аймақ тың жойылуы геликаза ферментімен катализденеді жә не uvrD генімен коделенеді.

l Нә тижесінде тимин димері жойылады жә не 12 нуклеотидтер.

l Пайда болғ ан пробелдер Pol I кө мегімен қ алпына келеді, ДНҚ -лигаза екі кө рші тізбекті ө осып репарацияны аяқ тайды.

l Репарация пиримидинді димер-N-гликозилазалар ә серінен пайда болады, апиримидинді сайтты.

l Гликозидті байланыс тимин жә не дезоксирибоза арасындағ ы байланысты тимин димері 5'-ұ шында ал 3'-ОН-тобы дезоксирибозада қ алатындай етіп қ ияды.

l Пайда болғ ан 3'-АР-ұ шы ДНҚ -полимераза 3'-5'-экзонуклеаза белсенділігімен отщепляется, кейн ник трансляция жолымен жә не лигированиямен тимин димеріндегі нуклеотид жойылады. Бос орындар толтырылады.

57.Ақ уыздар. Ақ уыздардың қ ұ рылымы, қ асиеттері жә не қ ызметтері.

1. Белоктар — ө зара ковалентті пептидтік байланыстармен байланысқ ан аминқ ышқ ыл қ алдық тарынан тұ ратын полимерлі молекулалар (полипептидтер). Белок қ ұ рамына ә р тү рлі 20 аминқ ышқ ылдары кіреді.

2. Барлық амин қ ышқ ылына ортақ химиялық топ: кө міртегінің орталық атомымен (ɑ -кө міртегі атомы) байланысқ ан карбоксильді тобы (СООН) мен амин тобы (NH2) болса, ә рбір амин қ ышқ ылына тә н ерекше бү йір тізбегі болады.

Пептидтік байланыс бір амин қ ышқ ылының карбоксил тобы мен келесі аминқ ышқ ылының амин тобы арасындағ ы химиялық байланыс нә тижесінде қ ұ рылады

Белок қ ұ рамына кіретін 20 аминқ ышқ ылдарын химиялық қ ұ рылысы жә не бү йір радикалдарының қ асиетіне байланысты жіктейді.

ПОЛЯРЛЫ ЕМЕС ТОП (гидрофобты) 10 аминқ ышқ ылынан тұ рады.

-R-тобы алифатты кө мірсу (5 аминқ ышқ ылы) – аланин, валин, лейцин, изолецин, пролин.

-Ароматты сақ иналы (2 аминқ ышқ ылы) - фенилаланин, триптофан

-Қ ұ рамында S бар (2 аминқ ышқ ылы) – метионин, цистеин жатады.

Аталғ ан барлық а.қ. суда ерігіштігі ө те тө мен, олардың R-тобы сумен байланыспайды.

Белоктар қ асиеттері

Белок мө лшері аминқ ышқ ылдарының санына қ арай жә не молекулалық массасына қ арай дальтон бірлігі негізінде ө лшенеді. Орташа шамамен ашытқ ы саң ырауқ ұ лақ тарының қ ұ рамы - 466 аминқ ышқ ылынан тұ рса, массасы -53кДа, ең ү лкен белок – титин. Ол бұ лшық ет сарокмерлерінде кездесетін белок. Молекулалық массасы -3000-3700 кДа ө згеріп отырады, ұ зындығ ы 38 138 амин қ ышқ ылдарынан тұ рады.

1. Белоктар амфотерлік қ асиетке ие, яғ ни олар амин қ ышқ ылының радикалдары бойынша анық талатын негіздік те қ ышқ лыдық та қ асиетке ие.

2. Сонымен бірге ерігіш жә не ерімейтін белоктар болады, олар механикалық қ ызмет атқ арады (фиброин, кератин, коллаген).

3. Ерекше химиялық активті (ферменттер) жә не активті емес белоктар болады.<