Эукариоттардағы ДНҚ синтезі. Эукариоттық ДНҚ- полимеразалар

Эукариоттарда ДНҚ репликациясы бактерияларда ө тетін репикацияғ а ұ қ сас ДНҚ -ның екі тізбегінде бір уақ ытта жү реді. Эукариотты организмдердің клеткаларында да 3~ 5~ бағ ытында ДНҚ синтезін жү ргізуші фермент болмайды, сол себепті жаң а синтезделген тізбектер бір уақ ытта бірдей ұ зармайды. Мұ ндай қ арама кайшылық қ а қ арамастан, эукариотты организмдерде де бір фермент екі тізбектің бірге синтезделуін қ атамасыз етеді. 3~ 5~ бағ ытанда Синтезделген тізбек ү здіксіз болып келеді. Екінші тізбек синтезі 100-200 нуклеотидті фрагменттерден жасалады.

Эукариот клеткаларында 6 тү рлі ДНҚ –полимераза белгілі бірақ ДНҚ синтезі ү шін ү ш полимераза айрық ша маң ызды. Pol Pol Pol. Сү тқ оректілер клеткаларының ядросында осы полимеразалар класы хромосома репликациясына жауапты

Pol ферментінің бір молекуласы ө суші тізбекке секундына шамамен 100 нуклеотид қ оса алады, ДНҚ полимераза Pol – ферменті анық талғ ан. Ол репликацияның қ арапайым процесіне қ атыспаса да, ДНҚ репарациясы ү шін ө те қ ажет. Pol ферменті ДНҚ репарациясына қ атысады. Сү тқ оректілер геномының толық репликациясы тоғ ыз сағ ат ішінде аяқ талады. Осы уакқ ытта диплоидты клеткалардың генетикалық материалы екі еселенеді.Бактериялар ДНҚ сының репликация басталу нү ктесі секілді эукариоттық организмдерде де репликация бастау нү ктелері бар. Оларды ори нуктелери деп атайды.Оны микроскоп арқ ылы анық кө руге болады. Мұ ндай нуктелер бактерияларды 1 гана, эукариоттарда 100-ге жуық.

69.Физикалық карталаудың FISH ә дісін тү сіндірің із.

FISH ә дісі – цитогенетикалық ә дістердің бірі болып табылады. Цитогенетикалық ә дістердің мә ні-микроскоп арқ ылы адам хромосомаларын зерттеу болып табылады. Бұ л ә діс ХІХ ғ. аяғ ынан қ олданылып келеді. Цитогенетикалық ә дістер арқ ылы-хромосома санының не жеке хромосомалардың қ ұ рылымын жарық микроскоп арқ ылы зерттейді. Цитогенетикалық зерттеулер обьекті-бө лінуші (митоз, мейоз) не интерфазалық жасушалар болып табылады.

Молекулалық -цитогенетикалық ә дістер-хромосомаларды зерттеудегі жаң а ә діс болып саналады, оны-флюоресцентті будандастыру немесе FISH (гибридтеу) деп атайды. Бұ л ә діс бірнеше сатылардан тұ рады:

1) алғ аш зерттелінетін хромосомамен не оның бір учаскесімен будандасатын ДНҚ -зонд дайындалады. ДНҚ зонд-биотон не диоксигенин жалғ анғ ан ДНҚ -ның бір тізбегі болып табылады.

2) Микроскопиялық препараттағ ы хромосма ДНҚ -сын сілті ерітіндісімен ө ң деп, оны денатурациялайды, яғ ни ДНҚ жіпшелері арасындағ ы сутектік байланыстарды ү зеді де, ДНҚ жіпшелерін бір-бірінен ажырастырады.

3) Препаратқ а ДНҚ -зондты енгізеді. Осы кезде ДНҚ -зонд нуклеотидтері зерттелетін хромосоманың ДНҚ тізбегіндегі нуклеотидтермен комплементарлық байланысады, яғ ни ДНҚ рунатурацияланады.

4) Осыдан кейін препараттағ ы биотон не диоксигенинді олармен таң дамалы қ осылатын затпен (биотон ү шін стрептовидин, дигоксигенин ү шін антидигоксигенин) ә рекеттестіреді, содан кейін бұ л заттарғ а 1- кезең мен флюоросцентті бояуларды (қ ызыл тү сті бояу-родамин, жасыл тү сті изотиоцианат флюоресцин) қ осады.

5) Люминесцентті микроскоп арқ ылы боялмағ ан хромосомалар арасынан боялғ ан хромосомаларды айқ ын кө ріп, бақ ылауғ а, ә рі қ арай зерттеуге болады.

FISH ә дісі арқ ылы геннің орналасу орнын анық таудан бастап бірнеше хромосомалық кү рделі қ айта қ ұ рылымдарды ажыратуғ а мү мкін болады. FISH ә дісі анеуплоидияларды анық тау ү шін де қ олданылады.

70.Тірі жасушалардағ ы РНҚ процессингінің жалпы барысын баяндап берің із.

Эукариоттарда транскрипция нә тижесінде ө зінің қ ызметтерін атқ аруғ а дайын емес РНК-р тү зіледі жә не олар ДНК-ғ а толық сә йкес синтезделеді. Мұ ндай РНК-лар ә ртү рлі (гетерогенді) тізбектерден эгзон жә не интрондан қ ұ ралғ ан. Осығ ан байланысты оны гетерогенді ядролық РНҚ га РНК деп аталады. Жаң адан тү зілген ядролык РНК-ң ұ зын тізбегі белок синтезіне біден кіріспей алдымен ферменттік тү рлерге ұ шырайды. Бұ л процесі процессинг деп аталады. Процессингке мынадай реакциялар кіреді:

-Ұ ғ ым тізбекті транскриптің фрагменттелуі.

-РНК ұ штарына кейбір нуклеотидтердің қ осылуы.

-Азотты негіздермен рибоза қ алдық тарының модификациясы.

Мұ ндай реакциялар арқ ылы т РНК мен р РНК тү рленеді. Ал информациялык РНК-ң тү рленуі кү рделі жолмен жү реді: Олардың процессинге 3 кезең нен тұ рады:

-Қ алпақ кигізілуі (кэпирования).

-3’ ұ шының полиаденилденуі.

-Интронның кесіліп экзондардың бір-біріне тігілуі (сплайсинг). КЭП (ағ ыл: қ алпақ) деп – 7-ші кө міртек атомына метил радикалы жалғ асқ ан метилгуатозин КЭП и РНК-ны ыдрататын ферменттерден қ орғ айды жә не сплайсинг басталарда кү рделі ферменттік жү йені таниды. Полиаденилдену деп - РНК-ң 3 ұ шына 150-200 дей тек аденин нуклеотидінен тұ ратын тізбектің жалғ ануы оны поли Ф-полимераза ферменті жасайды. Ол сплайсинг ү шін белгі болып табылады. Сплайсинг нә тижеде интрондық бө ліктер кесіліп экзондар бір-біріне тігіледі. Прцессингтің негізгі кезең і гетерогенді ядролық РНК-ң сплайсингі болып табылады. Бү гінгі кү ні кө птеген ғ ылыми топтардың Б.Кэллер, Ф.Шорт, Т.Мантияс, К.Жак т.б. кү ш салуымен сплайсингтің негізгі кезең дермен кейбір механизмдері ашылғ ан.

- Альтернативті сплайсинг.

-Аутосплайсинг. Cплайсинг кезең дері. Сплайсинг процесі бойынша кезең нен тұ рады-

1. Кезең де интронның 5І ұ шындағ ы фосфодиэфир байланысы ү зіледі.

2. Ары қ арай осы ү зілген ұ ш 30 нуклеотид қ ашық тық та орналасқ ан учаскеге ауысып аденозиннің 2-ші гидроксил тобы мен қ осылады. Осының нә тижесінде гетерогенді РНК-ң тармақ талғ ан қ ұ рылымы лассо тұ зақ немесе қ ұ йрығ ы бар сақ ина тү зіледі.

3. Сплайсингтің 3-ші кезең де интрон лассо тү рінде ү зіліп экзондардың арасында қ алыпты фосфодиэфир байланыстары тү зіледі. Сплайсинг процесін ферменттер кіші ядролық РНК-лар Кя РНК жү ргізеді. Олардың қ ұ рамында уридин кө п болғ андық тан J РНК деп аталады. J РНК бойынша тү рлері бар – J1 J2 J3 J4 J5. J1 – сплайсингтің 1-ші кезең інде қ ызмет атқ арады. J2 – лассоның тү зілуі яғ ни 2-ші кезең ү шін қ ажет. J5 – сплайсингтің 3-ші кезең інде қ ызмет атқ арады. J3 J4 – дің қ ызметтері ә зірше белгісіз. Сплайсингтің механизмі. Барлық РНК-ғ а тә н бірдей сплайсингтің жалпы механизмі жоқ. Бү гінгі кү ні эукариоттарда сплайсингнтің 4 тү рлі механизмі белгілі:

1. Ашытқ ының т РНК-ң сплайсингі ү зілу тігу ферменттері арқ ылы жү реді.

2. Инфурозияның р РНК-ң сплайсингі ү шін РНК-ң ө зі катализдік қ ызмет атқ арады. Мұ ндай процесті аутосплайсинг деп атайды.

3. Ашытқ ы митохондриясының РНК-нан интронды бө ліп тастауы интронның ө зінің ө німі арқ ылы іске асады.

4. Жоғ ары сатыдағ ы эукариоттың гЯ(гетерогенді ядролық) РНК-ң тү зілуі. Экзон интрон шекараларында орналасқ ан қ ысқ а кононды тізбектерде ө теді. 1980 жылдың басында АҚ Ш генетигі Д.Ж.Абелсон invitro жағ дайында ашытқ ының т РНК-ң интрондарын кесуге қ абілетті ферменттерді тапты. Бұ л ферменттер нуклеоазалар деп аталады. Ол транспорттық РНК-ң 2-лік қ ұ рылымдағ ы конформациялық ө згерістерді ра осы ө згерістерді туғ ызатын интрон учаскесін қ ырқ ып тастайды. 1982 жылы АҚ Ш ғ алымы Т.Чех инфузорияның гя РНК-ң таң қ аларлық сплайсинг механизімін ашты. Invitro жағ дайында 400 нуклеотидтен тұ ратын интронды РНК ешқ андай ферменттің кө мегінсіз ө зін-ө зі ү зе алады. Ортада РНК-дан басқ а тек магниионы жә не ГМФ гуанозинмонофосфат немесе ГДФ, ГТФ-ң молекулалары ғ ана болғ ан. Осындай аутокатализатор сплайсинг бірқ атар басқ а жағ дайларда табылды. Бұ л революциялық жаң алық ө йткені осы уақ ытқ а дейін аутокатализдік активтік тек белоктарғ а ғ ана тә н деп саналып келген еді. Осығ ан байланысты тірі материяның алғ ашқ ы формасы ө зін-ө зі ө ндіре алатын РНК молекуласы деген эволюциялық теориялар ғ ылыми деректерге ие болады.
71.Транспозициялар жә не кө шпелі (мобильді) генетикалық элементтер.

Жылжымалы генетикалық элементтер (транспозондар, “секіргіш”, “кө шпелі ” гендер) ДНҚ қ ұ рамында болатын жә не ө зіндік қ ұ рылымы мен генетикалық қ асиеттері жағ ынан ерекшеліктері бар нуклеотид тізбектерінде орналасқ ан гендер тобы, олардың клетка геномында орын ауыстыруғ а қ абілеті ө те мол. транспозондарды 1951 жылы алғ ашқ ы ашқ ан Барбара Мак-Клинток. 1983 жылы Нобель сыйлығ ын алды. Ол бұ ларды реттеуші элементтер деп атады. ЖГЭ-дің басты қ асиеті хромасоманың бір бө лігінен екінші бө лігіне, тіпті бір хромасомадан екінші хромасомағ а орын ауыстыра алады (транспозицияланады).

Жылжымалы генетикалық элементтердің қ асиеттері

- ЖГЭ қ асындағ ы кө ршілес гендердің экспрессиясын реттейді. Олардың хромасомада белгілі тиянақ ты орны болмайды. Геномның ә р жерінен ажырап шығ ып, басқ а қ андай болса сондай, кездейсоқ жерінде тіркесе береді. Олар ажырағ ан соң жанындағ ы бұ рын жұ мыс істемей тұ рғ ан гендер активтенеді.

- Экспрессияны ө згертеді. Егер ол экзонның немесе интронның қ ұ рамына енсе, онда мұ ндай мутацияның нә тижесінде қ алыпты белок синтезі ө згеруі мү мкін.

- Барлық организмдерге байқ алатын ө згергіштік пен тұ рақ сыздық тың себепкерлері. Ө йткені қ асындағ ы кө ршілес басқ а гендердің экспрессиясын тоқ татады немесе басқ а жолдармен де ық пал етеді. Олар клеткада кө птеген тұ қ ым қ уалайтын ө згерістер туғ ызады, себебі инсерциялық мутагенезді қ оздырады. Хромосомалардағ ы абберациялар: инсерция, делеция, инверсия.

Инсерция ДНҚ тізбегіне тағ ы бір азотты негіздің қ осылуы.

Делеция бір немесе бірнеше азотты негіздердің ДНК молекуласынан тү сіп қ алуы.

Инверсия нуклеотидтердің орналасу тә рітібінің ө згеруі. Дупликация - нуклеотидтік жү йелікте бір немесе бірнеше қ айталанудың болуы.

ЖГЭ ө здерінің орнын ө згертуі (транспозиция) арқ асында клетканың генетикалық тұ рақ сыздығ ына, мутагенезге жә не хромасомалардың абберацияларына тү рткі болады.