Ген теориясы

Негізгі генетикалық материал -ДНҚ -ның схематикалық кескіні.

Толық мақ аласы: Ген

Биологиялық форма мен функция мирастың негізгі бірлігі болып табылатын гендерден бастау алады жә не келесі ұ рпақ қ а да осы гендер арқ ылы ө теді. Организмнің ішкі ортасына деген физиологиялық бейімділік оның гендерінде код тү рінде жазулы болуы жә не оның ұ рпағ ына тұ қ ым қ уалауы мү мкін емес. Сан алуан организмдер - бактериялар, ө сімдіктер, жануарлар жә не саң ырауқ ұ лақ тарда ДНҚ -ның кө шірілу мен протеиндерге аударылу механизмдерінің бір-бірінен аумайтыны таң дай қ ақ тырады. Мысалы, адам ДНҚ -сы салынғ ан бактерия сә йкес протеиндерді тү зеді.

Организмдегі немесе жасушадағ ы гендердің жиынтығ ы оның геномы болмақ. Ол бір я болмаса одан да кө п хромосомаларда сақ талады. Хромосома - организмге байланысты мың дағ ан гендер код тү рінде жазулы болатын жалғ ыз, ұ зын ДНҚ шү йкесі. Ген белсендік танытқ ан жағ дайда ДНҚ кодтары транскрипция арқ ылы геннің РНҚ кө шірмесіне ө теді. Кейіннен рибосома РНҚ трансляциясын жасап қ ұ рамдас(структурал) протеин немесе каталитик протеин тү зіп шығ арады.

Экзон - белоктың тү зілуін анық тайтын генетикалық ақ паратты алып жү руші геннің айқ ын білінетін бө лігі. ДНҚ -ның экзоны сә йкес келетін бө лімі белоктың алғ ашқ ы қ ұ рылымын анық тайтын ақ параттық РНҚ молекуласында да болады. Экзон ген қ ұ рылымындағ ы басқ а фрагменттер - интрондармен кезектесіп келіп отырады.

Интрон — геннің (ДНҚ - ның) генетикалық мә ліметі жоқ бө ліктері. Ол экзондар деп аталатын басқ а кұ рылымдық гендердің арасына орналасады. Интрон иРНҚ алғ ашқ ы транскриптерінің қ ұ рамында ғ ана болады, одан иРНҚ жетілгенде тү сіп қ алады (экзондар орнында калады). Қ ұ рылымдық ген кұ рамында ондағ ан интрондар болады. ^[1]

Трансформация (кө не лат. transformatіo – айналу), генетикада – оқ шауланғ ан дезоксирибонуклеин қ ышқ ылының кө мегімен генетикалық ақ паратты қ андай да бір жасушағ а ендіру процесі.

Трансформация нә тижесінде генетикалық ақ парат трансформацияланғ ан жасушада жә не сол жасушадан тарағ ан ұ рпақ жасушаларда жаң а белгілер пайда болады. Трансформация қ ұ былысын 1928 жылы ағ ылшын ғ алымы Ф.Гриффит (1877 – 1941) ашқ ан. Ол пневмококк бактериясының (Streptococcus pneumonіae) екі штаммында трансформация процесін зерттеді. Оның біреуі вирулентті қ асиеті жә не полисахаридті қ абық шасы бар ірі жасушалардан тұ ратын тегіс шоғ ыр (S-штамм), ал екіншісі вирулентті қ асиеті жә не қ абық шасы болмайтын, пішіні кедір-бұ дырлы (R-штамм) болды. Вирулентті бактериялар тышқ андарды ө лтірсе, вирулентсіз штаммдар енгізілген тышқ андар тірі қ алды. Егер қ ыздыру арқ ылы вирулентті бактерияны ө лтіріп, сонан соң тышқ анғ а жіберсе, олар тіршілігін жалғ астыра берген. Ал қ ыздырып ө лтірілген вирулентті жасушалармен вирулентсіз жасушаларды араластырып, тышқ андарғ а енгізгенде, олар ө ліп, ө лекселерінен полисахаридті қ абық шасы бар тірі вирулентті жасушалар табылғ ан. Бұ л тә жірибеден вирулентті бактериялардан генетикалық ақ парат вирулентсіз бактерияларғ а тасымалданып, оларды вирулентті ететіндігі анық талды.

1944 жылы америкалық ғ алым О.Эйберидің (1877 – 1956) басшылығ ымен трансформация процесін жү зеге асыратын фактор – ДНҚ молекуласы екені анық талды. Бұ л ДНҚ молекуласының тұ қ ым қ уалау ақ паратын тасымалдаушы екенін дә лелдейтін алғ ашқ ы зерттеу жұ мысы болды. Трансформация қ ұ былысы пневмококктардан басқ а да бактериялардан табылып, зерттелді. Тә жірибелерде оң ай анық талатын генетикалық белгілерді жә не радиоизотоппен белгіленген ДНҚ молекуласын қ олдану Трансформацияғ а сандық бағ а беруге жол ашты. Бактериялардағ ы трансформация ө те кү рделі процесс ретінде танылып, оның бірнеше кезең дерден тұ ратыны анық талды:

1. жасуша-рецепиент арқ ылы ДНҚ молекуласының фиксациясы;

2. ДНҚ молекуласының жасуша ішіне енуі;

3. қ ожайын-жасуша хромосомына ДНҚ молекуласының тасымалданатын бө лігін кірістіру;

4. “таза” Трансформацияланғ ан линиялардың қ алыптасуы.

ДНҚ молекуласының фиксациясы саны шектеулі жасуша бетінің ерекше бө ліктерінде (рецепторлар) жү реді. Бө где ДНҚ молекуласын қ осып алуғ а қ абілетті бактериялар жасушаларын компетентті жасушалар деп атайды. Мұ ндай жасушалардың популяция кезіндегі саны ө те аз болып, ол бактериялардың генетикалық ерекшеліктері мен бактериялық дақ ылдың ө су кезең іне тә уелді болады. Клеткағ а енетін ДНҚ бө ліктерінің орталығ ы мө лшері 5х106 дальтонды қ ұ райды. Клеткағ а қ ос жіпшелі ДНҚ енгеннен кейін оның бір жіпшесі моно- жә не олигонуклеотидтерге ыдырып, ал екіншісі қ ожайын-жасушадағ ы хромосомағ а енеді. Трансформацияның қ олданылуы генетикалық ақ параттың алмасуының басқ а тү рлері байқ алмағ ан бактерияларды генетикалық талдаудан ө ткізуге мү мкіндік берді. Сонымен қ атар трансформация ДНҚ қ ұ рылымының физикалық не химиялық тү рде бұ зылуы, оның биологиялық белсенділігіне қ андай ә сер кө рсететінін анық тау ү шін ө те қ олайлы ә діс болып табылады. Ішек таяқ шасының бактериясында Трансформация ә дісін жете зерттеу нә тижесінде Трансформация процесіне тек бактериялық плазмидтер (бактериялардың хромосомынан бө лек генетикалық элемент) мен бактериофагтардың ДНҚ -сын да қ олдануғ а мү мкіндік береді. Бұ л ә діс гендік инжерия бағ ытындағ ы зерттеу жұ мыстарында жасушағ а будандық ДНҚ молекуласын ендіру мақ сатында кең інен қ олданылады. Жоғ ары сатыдағ ы организмдер жасушаларында трансформация процесі толық зерттелмеген.^[1]

Трансформация — торшаны вирус ДНК-ымен зақ ымдау. Трансформация деген ұ ғ ымды вирус ДНҚ -ынық ү зінділерін, ал кең тү рде вирустан ө зге ДНҚ -ын, торшағ а енгізу ә дістерінің анық тамасы ретінде де қ олданады. Трансформация — торшалардың морфологиялық жә не ө сіи-ө ну қ асиеттерінің ө згеруі, олардың жануарлар организміне еккенде зардапты ісік туғ ызатын тү рге кө шуі. Торшаны трансформациятын қ асиет кө пшілік ДНҚ -ды вирустарғ а тә н. Мысалы, паповирустар, папилломавирустар, герпесвирустар, ретровирустар, аденовирустар, РНҚ геномды вирустар.^[2]

ТРАНСДУКЦИЯ (лат. transductіo – орын алмастыру) – генетикалық материалдың бір бактериядан (донор) екіншісіне (реципиент) бактериофагтардың кө мегімен тасымалдануы. Бұ л клетканың тұ қ ым қ уалаушылық қ асиеттерінің ө згеруіне себеп болады. Трансдукцияны 1952 жылы америкалық ғ алымдар Дж. Ледерберг жә не Н.Циндер``Salmonellа typhіmurіum`` бактериясының кейбір штаммдарында белгілердің тұ қ ым қ уалауындағ ы ө згерістердің себебін талдауда ашқ ан. Трансдукция кө птеген бактериялар, салмонеллалар, бацилл жә не актиномицеттерден табылғ ан. Донор клеткасынан реципиент клеткасына бактериофаг типіне байланысты бактерия хромосомасының тек белгілі бө ліктері ғ ана тасымалданса, оны арнайы Трансдукция, ал егер реципиент клеткасына бактерия хромосомасының кез келген бө ліктері тасымалданатын болса, оны жалпы немесе арнайы емес Трансдукция деп атайды. Реципиент клеткасына тасымалданатын ДНҚ молекуласының бө лігі бірнеше гендерден тұ рады, ұ зындығ ы фагтың ақ уыз қ абатының мө лшерімен анық талады (мысалы, лямбда) жә не ол бактерия геномының 1 – 2%-ынан аспайды. Мұ ндай Трансдукция бактерия хромосомын қ ұ райтын ДНҚ молекуласындағ ы гендер арасындағ ы қ ашық тық қ а тә уелді болады. Трансдукция бактерия хромосомаларының генетикалық картасын қ ұ ру кезең інде қ олданылады. Жалпы Трансдукция тұ рақ ты болғ ан жағ дайда хромосомалық бө лік қ ос кроссинговер арқ ылы реципиент клеткасының хромосомына еніп, соның нә тижесінде тө зімді рекомбинаттар пайда болады. Жалпы Трансдукция абортивті (тұ рақ сыз) болғ ан жағ дайда донор клеткасындағ ы хромосомалық бө лік реципиенттің хромосомасына енбейді жә не репликация процесіне ұ шырамайды. Сондық тан да клеткалардың бө ліну барысында бұ л хромосомалық бө лік ұ рпақ тардың тек бір ғ ана линиясында сақ талады. Шектеулі Трансдукция кезінде донор клеткаларының хромосомалық бө лігі реципиент клеткасының хромосомасына фаг геномымен енеді жә не осылайша профаг кү йіне ө теді.^[1]

Трансдукция — ген кұ рамын бір бактериядан (донор) екінші бактерияғ а (реципиент) бактериофаттардың кө мегімек кө шіру. Фагтың туріне байланысты бактерия геномының белгілі бір жері ғ ана (тә нді Трансдукция), не кез келген жері (тә нсіз Трансдукция) кө шіріледі. Тә нді Трансдукция гендік карта жасауғ а қ олданылады.^[2]