Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Жылжымалы генетикалық элементтердің жіктелуі мен практикалық маңызы.
|
|
- Прокариоттарда ЖГЭ инсерциялық ІS тізбектер мен Tn3 кластары болады. ІS элементтерде тек олардың орын ауыстыруына қ ажет гендері ғ ана болады. Гені tnp (транспозицияғ а жауапты) орталық бө лімінде орналасады. Ал екі шетінде орын ауыстыруғ а қ ажетті инвертті қ айталымдары орналасады. Tn3 қ ұ рамында токсикалық заттарғ а тө зімді гендері болады.Осы 2 класс жылжып отыру механизмдері бойынша ерекшеленеді. 1 кластың транспозондары ДНК –да бір сайттан екінші сайтқ а орындарын кесу арқ ылы ауыстырады.Олар жай қ ойылу арқ ылы орын ауыстырады.Ал 2 класқ а жататын транспозондар репликативті механизм арқ ылы орын ауыстырады. Донорлы геном (қ ұ рамында инсерциялық элемент пен транспозоны бар) реципиентпен қ осылып, репликативті трансспозиция жү реді. Одан коинтеграт тү зіліп оны резолват репликондарғ а бө леді.
- Эукариоттарда ретротранспозондар, жү герідегі Ас, Ds, Mu-1, Spm, дрозофиланың Р элементі. Ретротранспозондар ұ зындығ ы 5-8 м.ж.н. Жү герідегі Ас, Ds, Mu-1, Spm тек хромасома ү зілгенде активтенеді. Активтенген соң ұ рпақ тан-ұ рпақ қ а тұ қ ым қ уалайтын ө згергіштіктерге себепшіл болатын спонтандық тұ рақ сыздық ты тудыратын мутациялармен хромасомалардың қ ұ рылымдық ө згерістеріне жауапты болады.Ө сімдіктер популяцияларының ә р алуандығ ына да ық пал тигізеді. Дрозофиланың Р –элементі белгілі сайттарғ а (5, GGCCAGAC) енеді. Транспозондардың жаң а тү рлері ашылды. Maverick немесе Polinton (МП-транспозон) алып транспозондар. Нуклеотидтік тізбегі 9-22 м.ж.н тұ рады жә не мұ нда 20 белок туралы ақ парат кодталғ ан. МП-транспозондар эукариотты организмдерде кең інен тарағ ан, мысал ретінде қ арапайымдылардан балық тар мен қ ұ старғ а дейін.
ЖГЭрекомбинанттық ДНҚ -ны тасымалдайтын вектор ретінде пайдаланады. Транспозондар негізіндегі векторды қ олданып, трансформацияны дрозофила шыбынында ө ткізген. Р- жылжымалы элементтің кө мегімен дрозофилағ а қ оң ыр бояуын кодтайтын ген тасымалданды. Транспозондар кө мегімен гендерді тасымалдаудың кө п артық шылығ ы бар. Бө тен ген тіркестірілген соң ДНҚ қ ұ рылысы онша ө згермейді. ДНК-ның ү лкен бө ліктерін тасымалдауғ а болады.
72.Белоктардың посттрансляциялық модификациясы. Шаперондар жә не олардың биологиялық рө лі.
73.Гриффит тә жірибесі. Эвери, Мак-Леода и Мак-карти тә жірибесі. Рекомбинантты ДНК талдау.
72.Белоктардың посттрансляциялық модификациясы. Шаперондар жә не олардың биологиялық рө лі.
Рибосомада полипептидті тізбектің тү зілуінен соң арнайы қ ызметі бар функционалды белсенді белоктың пайда болуы ушин белгілі бір ү шіншілік қ ұ рылымғ а жинақ талуы қ ажет. Ұ зақ уақ ыттар бойы мұ ндай қ ұ рылым кездейсоқ туындйды деп есептелініп келді. Алайда кө птеген зерттеулерде бұ л шаперондар деп аталатын кең таралғ ан белоктар тұ қ ымдасына байланысты екендігі анық талды. Шаперондар – белоктардың ү шіншілік қ ұ рылымының қ алыптасуына қ атысады. Белок-шаперондар жаң адан синтезделген полипептидтердің дұ рыс конформациялануын қ амтамасыз етеді. Алғ аш рет шаперондарды дрозофилада жылу шоғ ы белоктарының арасынан анық тағ ан. Соң ынан олар кө птеген басқ а организмдерде, оның ішінде бактерияларда, жануарлар мен ө сімдіктерден табылғ ан. Е.коли бактериясында шаперондадың екі басты жү йесі бар – Hsp70 пен Hsp60, эукариот клеткаларында олардың аналогтары бар.
Hsp70 жү йесі Dnaj, Dnak жә не CrpE белоктарынан тұ рады. Dnaj белогы полипептидті тізбекпен оның рибосомадан шық қ ан бойында байланысады. Ә рі қ арай осы кешенге АТР молекуласымен қ осылғ ан Dnak белогы келіп байланысады. Мұ ндай ү штік кешеннің тү зілуі гидролиз тудырады(АТФ- ADP). CrpE белогымен ADP босап шық пайынша, Dnaj-Dnak кешені полипептидті тізбекпен байланысқ ан кү йі тұ рады.
Фолдинг ақ уыз молекуласының оралып, ү ш ө лшемді табиғ и қ ұ рылымының тү зілу ү дерісі. Ал осы процестің жү руін қ амтамас ететін ақ уыздар- шаперондар деп аталады. Шаперондар ақ уыз молекулаларының ө зара ә рекеттесуінде жасушалардың болмауын қ адағ алап, дұ рыс қ алыптасуын бақ ылайды. Осы аталғ ан посттрансляциялық модификациялар аяқ талғ аннан кейін ғ ана ақ уыз ағ задағ ы арнайы қ ызметтерін атқ аруғ а қ абілетті келеді.
73.Гриффит тә жірибесі. Эвери, Мак-Леода и Мак-карти тә жірибесі. Рекомбинантты ДНК талдау.
Трансформация феноменін алғ аш 1928 жылы Ф. Гриффитс пневмококктың капсуласыз R– штамының (Streptococcus pneumoniae) S – формалы капсулалы штаммғ а айналуын байқ ағ ан. Гриффитс тышқ андарғ а бір уақ ытта авирулентті R– жасушалар жә не қ ыздырып ө лтірілген S – жасушалардың аз мө лшерін енгізген. R– жасушалар капсулалық заты S II – типіне жататын – штаммғ а тә н, ал қ ыздырып ө лтірілген S – штамдар S III типіне тә н. Ө лген тышқ андардың қ анынан S III типті вирулентті капсулалы пневмококтар бө лінген.Трансформациялық фактордың табиғ атын 1944 жылы О. Эвери, К. Мак – Леод, М. Мак – Картилар дә лелдеген. Олар ДНҚ капсулалық пневмококктардан капсуласыз пневмококктарғ а капсуланы трансформациялайтынын кө рсетті. Осы жол арқ ылы генетикалық ақ паратты ДНҚ ғ ана тасымалдыушы екенін дә лелдеді.
Рекомбинантты ДНҚ технологиясын (РДТ)
in vitro жағ дайьшда ә ртү рлі ДНК молекулаларын, бө тен гендерін біріктіру технологиясын іске асырып, кейін реципиент организмде олардың репликациясын жү ргізіп инженерия аясындағ ы жетістік деп сипаттауғ а болады. Рекомбинантты ДНҚ технологиясының тірі клеткада, in vivo жағ дайында мутация жә не рекомбинация негізінде жү ретін дә стү рлі клеткалық селекциядан айырмашылығ ы осында. Екінші айтарлық тай айырмашылығ ы:
РДТ - бұ л мү лдем тү рлі генетикалық материалдарды қ осу жә не клондау (мысалы, прокариот жә не эукариот организмдер гендерін біріктіру). Ал дә стү рлік селекцияда бү л мү мкін емес. РДТ молекулалық биология, нуклеин қ ышқ ылдарының химиясы, гендік-инженерлік энзимология жетістіктері арқ ылы тү раралық, тінаралық тосқ ауылдарды жең уге мү мкіндік береді. Рекомбинантты ДНҚ технологиясы келесіде: алдымен донор клет-касынан нативті ДНҚ бө ліп алынады (клонданатын ДНҚ, енетін ДНҚ, ДНҚ -нысана, бө тен ДНҚ), кейін рестриктаза ферменті кө мегімен белгіленген сайтта ажыратады жә не босатылғ ан генді (тендер) лигаза ферменті қ атысуымен ДНҚ тасымалдайтын вектормен байланыстырады (клонданатын вектор), яғ ни in vitro рекомбинантты ДНҚ молекуласын алуғ а болады
Бірінші этап - баска организмге тасымалдайтын генді (гендер ді) бө ліп алу: а) донор ДНҚ -нан оны рестрикциялау, белгілі нуклеоидты катары бар ДНҚ бө ліктің эндонуклеаза рестрикциялайтын ферментімен кесіп алу. Осы кезде ДНҚ екі спиральді жібі жазылатын жағ ынай ыдырайды, " табалдырық " пайда болады - ДНҚ бір жібі бірнеше нуклеотидтерге бө лінеді. Бір жіпті (жабысқ ақ) шеттері пайда болады. Егер бір тү рлі рестриктаза бө лген 2 жабысқ ақ ДНҚ фрагменті кездесетін болса, қ атарлар шеттері компле-ментарлы болғ андық тан жең іл бір-бірімен ө зара байланысады.
Екінші этап. Донор клеткасынан бө лінген ген нақ ты қ ұ рылымды ақ уыз туралы информацияғ а ие, бірақ ө з бетімен клетка-реципиентте іске асыра алмайды. Осы жаң а генді баска организмдерге ендіріп жә не оның репликациясын қ амтамасыз ететін қ осымша ДНҚ молекуласы қ ажет. Осындай генетикалық ақ паратты тасы-малдаушысы (вектор) ретінде плазмидалар, жануарлар вирустары мен бактериофагтарды қ олдануғ а болады. Трансгенді ө сімдіктер алуына қ олданатын типті вектор Agrobacterium tumefaciens топы-рақ бактериясынан бө лінген Ті-плазмида. Agrobacterium tumefaciens бактериясымен ө сімдіктер симбиозды ө зара қ арым-қ атынасқ а тү седі, Ті-плазмида ө сімдік клеткасына трансформациясы барысында " тамырлық жаң ғ ақ ша - корончатый галл" ауруын тудыратын Т-ДНҚ геномын ендіреді
Ү шінші этап. Конструкцияланғ ан рекомбинантты ДНҚ реципиент клеткасына ендіреді, тү рақ ты қ адағ аланады, яғ ни репликацияланып келесі ү рпақ тарына ауысып отырады. Трансформацияның нә тижелілігі реципиент клеткасыньщ компетенттілігіне, вектордың экспрессиялаушы белсенділіге, донор мен реципиенттіц генетикалық материалы туысты жақ ындық та болуына тә уелді.
74 Аминқ ышқ ылдарының қ ышқ ыл-негіздік қ асиеттері
Аминқ ышқ ылдары мен белоктар-биологиялық тұ рғ ыдан ө те маң ызды қ осылыстар, олардың физикалық қ асиеттеріне pH-тың ә сері ө те жоғ ары.Қ арапайым аминқ ышқ ылдарының қ ышқ ыл-негіздік қ асиеттері қ ышқ ылдар мен негіздердің классикалық теориясына негізделген.аминқ ышқ ылдарының кө пшілігі моноаминокарбонды қ ышқ ылдар болғ андық тан pH-тың бейтарап мә нінде айқ ын зарядты иемденбейді.pH-тың ең тө менгі мә нінде моноаминокарбонды аминқ ышқ ылдарының екі негіздік қ ышқ ыл(NH3) болып табылады.
Ә ртү рлі аминқ ышқ ылдарының бү йір тізбектері ә ртү рлі.Жоғ арыда кө рсетілгендей аспарагин жә не глутамин қ ышқ ылдарының бү йір тізбегінде карбоксилді топ (-СooH) орналасады.Екі негізгі аминқ ышқ ылдардың лизин жә не аргинин бү йір тізбектерінде амин топтары NH2 бар.сонымен қ атар, тирозиндегі бү йір тізбек –фенол, гистидиндегі –имидазол жә не цистеиндегі –сульфридриль топтары.Олардың бірі pH мә ніндегі ионизациялану дең гейлері де ә ртү рлі.Топтың бір тү рінің ө зінде де біршама ө згерістер байқ алуы мү мкін.Амин қ ышқ ылдарындағ ы осындайайырмашылық тар оларды бір-бірінен электрофоретикалық жә не ионалмасу жолдарымен бө луде пайдалынылады.
Белок молекуласының ионузациялануы сапа тұ рғ ысынан аминқ ышқ ылдарына ұ қ сас, бірақ ионизацияланатын топтардың кө п болғ андығ ынан сандық жағ ынан аминқ ышқ ылдарынан ө згеше.Белок молекуласы бір аминқ ышқ ылының амин тобының кө рші аминқ ышқ ылының карбоксил тобымен конденциялануының нә тижесінде қ ұ ралады.сондық тан, полипептидтің екі ұ шындағ ы екі аминқ ышқ ыдарын есептемегенде, амин жә не карбоксил топтары пептидтік байланысқ а қ атысатын болғ андық тан ионузацияланбайды.Бірақ бү йір тізбектердегі жү здеген амин жә не карбоксил топтары оң ай ионузацияланады.
75 Белоктың биосентезі рибосомада мРНК трансляциясы арқ ылы жү зеге асады.Рибосомалардың ө зі ірі нуклеопротеидті қ ұ рылымдар болып табылады, оларда рРНК арнайы рибосомалық белоктар жиынтығ ымен комплекс қ ұ райды.Рибосомалар екі суббірліктерден тұ рады.Бактерияларда ол 30-S жә не 50Ss-деп аталатын суббірліктер.50s-суббірліктің қ ұ рамына бір молекула 23s-pРНК, бір молекула 5s-рРНК жә не 34 белок енеді.30s-суббірлігінің қ ұ рамына бір молекула 16s-рРНК жә не 21 белок болады.
Эукариоттардың цитоплазмалық рибосомаларының мө лшері біршама ірі келеді.жә не қ ұ рылысы да біршама келеді.Кіші суббірліктің қ ұ рамында 18s-рРнк болады, ал ү лкен суббірлігінің қ ұ рамында 5s-, 5.8s- жә не 28s-рРНК енеді.жалпы эукариотты рибосомалар қ ұ рамында 80-тен астам ә р тү рлі белоктар кездеседі.Прокариоттық жә не эукариоттық организмдердің рРНК-сы белоктары бө лініп алынып, олардың қ ұ рамы сипалталғ ан.
Қ азіргі кезде рибосома қ ұ рамындағ ы рРНКтрансляциямен байланысты барлық каталитикалық қ ызметтерді атқ аратыны белгілі болды.кө птеген белоктардың функциялары толық тү сінікті емес, алайда олар трансляцияғ а қ атысатын молекулалардың байланысуына септігін тигізеді, сол арқ ылы клеткада барлық процестерді жылдамдатады.Бұ л кейбір белоктардан ажыратылатын, тек жарты функциясы сақ талғ ан рибосомалардың жү ргізілген тә жірибелерде дә ленденеді.
Прокариоттық та, эукариоттық та рибосомалар қ ұ рамында ә рбір суббірлікке келетін бір жоғ ары полимерлі РНК жә не ү лкен суббірлік қ ұ рамында бір тө мен молекулалы РНК болады.Сондай-ақ эукариот рибосомаларында тө мен млекулалы 5.8s РНК болады.Ол прокариот рибосомаларының ү лкен суббірлігінің жоғ ары ролимерлі РНК 5’-ұ шының гомологты тү рінде болып келеді.
Молекулалық гибридизация ә дісі арқ ылы рРНК-ны кодтайтын гендердің артық шылығ ы дең гейі анық талды.Е.coli бактериясының геномында 34s РНК-ғ а транскрипцияланатын геннің шамамен 120 кө шірмесі болады, олар Е.co; i-дегі рРНК-ның ү ш тү ріне гомомогты болып келеді.Ксенопустың (бақ аның тү рі)гаплоидты геномында рРНКкодтайтын 500-ден аса ген бар.Сү тқ оректілерде алдымен 45s РНК біріншілік транскрипті тү зіледі
|
|