Genetik axborotni kodlash va amalga oshirish. Hujayradagi biologik axborotni kodlash va amalga oshirish, genetik kod va uning xossalari
1. Hujayradagi biologik axborotni kodlash va amalga oshirish. DNK va oqsil kod tizimi.
2. Genetika muhandisligi. Biotexnologiya. Maqsadlar, usullar. Yutuqlar, istiqbollar.
3. Ekologiya fanining ta’rifi. Atrof-muhit ekologik tushuncha sifatida, ekologik omillar. Ekotizim, biogeotsenoz, antropotsenoz. Odamlarning yashash muhitining o'ziga xos xususiyatlari.
1. Avvalo, hayotning xilma-xilligi hujayralardagi turli biologik funktsiyalarni bajaradigan oqsil molekulalarining xilma-xilligi bilan belgilanadi. Oqsillarning tuzilishi ularning peptid zanjirlaridagi aminokislotalarning to'plami va tartibi bilan belgilanadi. Aynan peptid zanjirlaridagi aminokislotalar ketma-ketligi DNK molekulalarida biologik (genetik) kod yordamida shifrlangan. 20 xil aminokislotalarni shifrlash uchun etarli miqdordagi nukleotid birikmalari faqat triplet kod bilan ta'minlanishi mumkin, unda har bir aminokislota uchta qo'shni nukleotid bilan shifrlangan.
Genetik kod mRNKdagi nukleotidlarning ketma-ket joylashuvidan foydalangan holda oqsillardagi aminokislotalarning ketma-ketligi haqidagi ma'lumotlarni qayd qilish tizimidir.
Muqaddas general kod:
1) Kod uchlikdir. Bu shuni anglatadiki, 20 ta aminokislotalarning har biri triplet yoki kodon deb ataladigan 3 ta nukleotidlar ketma-ketligi bilan shifrlangan.
2) Kod buzilgan. Bu shuni anglatadiki, har bir aminokislota bir nechta kodon tomonidan kodlangan (istisnolar - metiotin va triptofan).
3) Kod bir ma'noli - har bir kodon faqat 1 aminokislotani shifrlaydi
4) Genlar o'rtasida "tinish belgilari" (UAA, UAG, UGA) mavjud bo'lib, ularning har biri sintezning to'xtashini bildiradi va har bir genning oxirida turadi.
5) Gen ichida tinish belgilari yo'q.
6) Kod universaldir. Er yuzidagi barcha tirik mavjudotlar uchun genetik kod bir xil.
Transkripsiya - bu mRNK polimeraza tomonidan amalga oshiriladigan RNK ma'lumotlarini o'qish jarayoni. DNK hujayradagi barcha genetik ma'lumotlarning tashuvchisi bo'lib, oqsil sintezida bevosita ishtirok etmaydi. Axborot tashuvchi vositachi yadrodan ribosomalarga - oqsil yig'ilish joylariga yuboriladi va yadro membranasining teshiklaridan o'tishga qodir. Bu mRNK. Komplementarlik printsipiga ko'ra, u RNK polimeraza deb ataladigan ferment ishtirokida DNKdan o'qiydi. Transkripsiya jarayonini 4 bosqichga bo'lish mumkin:
1) RNK polimerazasining promotor bilan bog'lanishi;
2) boshlash - sintezning boshlanishi. U ATP va GTP va sintez qiluvchi mRNK molekulasining ikkita nukleotidlari o'rtasida birinchi fosfodiester bog'lanishini hosil qilishdan iborat.
3) cho'zilish - RNK zanjirining o'sishi, ya'ni. transkripsiyalangan DNK zanjirida komplementar nukleotidlar paydo bo'lish tartibida nukleotidlarning bir-biriga ketma-ket qo'shilishi;
4) Terminatsiya - mRNK sintezining tugallanishi. Promotor RNK polimeraza uchun platformadir. Operon bitta DNK genining bir qismidir.
DNK(dezoksiribonuklein kislotasi) - bir-biriga bog'langan ikkita polinukleotid zanjiridan iborat biologik polimer. DNK zanjirlarining har birini tashkil etuvchi monomerlar murakkab organik birikmalar bo'lib, ular to'rtta azotli asoslardan birini o'z ichiga oladi: adenin (A) yoki timin (T), sitozin (C) yoki guanin (G), besh atomli shakar pentozasi - deoksiriboza. , DNKning o'zi nomi bilan atalgan, shuningdek, fosfor kislotasi qoldig'i. Bu birikmalar nukleotidlar deb ataladi.
2. GENETIK muhandislik, yoki rekombinant DNK texnologiyasi, xromosoma materialining biokimyoviy va genetik usullaridan foydalangan holda o'zgarish - hujayralarning asosiy irsiy moddasi. Xromosoma moddasi deoksiribonuklein kislotadan (DNK) iborat. Biologlar DNKning ma'lum bo'limlarini ajratib, ularni yangi kombinatsiyalarda birlashtiradi va ularni bir hujayradan ikkinchisiga o'tkazadi. Natijada, genomda tabiiy ravishda sodir bo'lishi qiyin bo'lgan o'zgarishlarni amalga oshirish mumkin. Genetik injeneriya yordamida bir qator dorilar, jumladan, inson insulini va antiviral interferon dori vositalari allaqachon olingan. Va bu texnologiya hali ham ishlab chiqilayotgan bo'lsa-da, u tibbiyotda ham, qishloq xo'jaligida ham ulkan yutuqlarni va'da qilmoqda. Masalan, tibbiyotda bu vaksinalarni yaratish va ishlab chiqarishning juda istiqbolli usuli. Qishloq xoʻjaligida rekombinant DNK qurgʻoqchilikka, sovuqqa, kasalliklarga, hasharotlar zararkunandalari va gerbitsidlarga chidamli madaniy oʻsimliklar navlarini olish uchun ishlatilishi mumkin.
Genetika muhandisligi usullari:
Sekvensiya usuli - DNKning nukleotidlar ketma-ketligini aniqlash;
DNKning teskari transkripsiyasi usuli;
Alohida DNK fragmentlarini ko'paytirish.
Zamonaviy biotexnologiya- bu asrimizning 60-70-yillarida paydo bo'lgan yangi ilmiy-texnik yo'nalish. U, ayniqsa, 70-yillarning o'rtalarida, genetik muhandislik tajribalarining birinchi muvaffaqiyatlaridan keyin tez rivojlana boshladi. Biotexnologiya, mohiyatiga ko'ra, bakteriyalar, xamirturushlar, hayvonlar yoki o'simliklarning hujayra madaniyatidan foydalanishdan boshqa narsa emas, ularning metabolizmi va biosintetik imkoniyatlari o'ziga xos moddalarni ishlab chiqarishni ta'minlaydi. Biokimyo, genetika va kimyo injeneriyasining bilim va usullarini qo'llashga asoslangan biotexnologiya hayot va farovonlik uchun muhim bo'lgan moddalarni oson kirish mumkin bo'lgan qayta tiklanadigan resurslar yordamida olish imkonini berdi.
3. Ekologiya- tirik organizmlar va ularning atrof-muhit o'rtasidagi munosabatlar haqidagi fan. Tirik organizm yashaydigan tabiat uning yashash joyi . Organizmga ta'sir etuvchi ekologik omillarga ekologik omillar deyiladi:
abiotik omillar– jonsiz tabiat omillari (harorat, yorug‘lik, namlik);
biotik omillar- populyatsiyadagi individlar va tabiiy jamiyatdagi populyatsiyalar o'rtasidagi munosabatlar;
antropogen omil- tirik organizmlarning yashash muhitining o'zgarishiga olib keladigan inson faoliyati.
Fotoperiodizm - organizmlarning umumiy muhim moslashuvi. Shunday qilib, bahorning uzaygan kunlari jinsiy bezlarning faol faolligini keltirib chiqaradi.
1935-yilda ingliz botanigi A. Tesli “ kontseptsiyani kiritdi. ekotizim“- bir tomonlama energiya oqimiga, moddalarning ichki va tashqi aylanishiga ega va bu jarayonlarning barchasini tartibga solish qobiliyatiga ega bo'lgan jonli va jonsiz tarkibiy qismlarning tarixan o'rnatilgan ochiq, ammo yaxlit va barqaror tizimlari.
1942 yilda sovet akademigi V.N.Sukachev "I. biogeotsenoz"- tirik va jonsiz komponentlardan tashkil topgan, nisbatan bir hil o'simliklar jamoasiga ega bo'lgan hududni egallagan va ma'lum energiya oqimi, moddalarning aylanishi, harakati va rivojlanishi bilan tavsiflangan ochiq tabiiy tizim.
O'rmon, dala, o'tloq ekotizimdir. Ammo o'rmonning xususiyatlari va uning turi ma'lum bir o'simlik jamoasi tomonidan aniqlanganda (qoraqarag'ali o'rmon - ko'k, qarag'ay o'rmoni - lingonberry) - bu biogeotsenozdir.
Inson muhiti - bu o'zaro ta'sir qiluvchi tabiiy va antropogen muhit omillarining o'zaro bog'liqligi bo'lib, ularning majmui sayyoramizning turli tabiiy-geografik va iqtisodiy mintaqalarida farqlanadi.
07.04.2015 13.10.2015
Inson hayotining barcha sohalarida nanotexnologiya va innovatsiyalar davrida o'zingizga ishonch va odamlar bilan muloqot qilish uchun ko'p narsalarni bilishingiz kerak. Yigirma birinchi asrning texnologiyalari, masalan, tibbiyot va genetika sohasida juda uzoqqa bordi. Ushbu maqolada biz insoniyatning DNK tadqiqotidagi eng muhim bosqichini batafsil tasvirlashga harakat qilamiz.
DNK kodining tavsifi
Bu kod nima? Kod genetik xususiyatlar tufayli buzilgan va genetiklar uni o'rganishmoqda. Sayyoramizdagi barcha tirik mavjudotlar ushbu kod bilan ta'minlangan. Ilmiy jihatdan nukleotidlar zanjiri yordamida aminokislotalarni oqsillarni ketma-ketlashtirish usuli sifatida aniqlanadi.
Alifbo deb ataladigan to'rtta asosdan iborat bo'lib, ular A, G, T, C deb nomlanadi:
A - adenin,
G - guanin,
T - timin,
C - sitozin.
Kod zanjiri yuqorida tavsiflangan asoslarning ketma-ket tuzilgan spirali bo'lib, spiralning har bir bosqichi ma'lum bir harfga to'g'ri keladi.
DNK kodi tarkibida ishtirok etadigan va zanjirlardan tashkil topgan oqsillar tomonidan degeneratsiya qilinadi. Unda yigirma turdagi aminokislotalar ishtirok etadi. Ochish kodining aminokislotalari kanonik deb ataladi, ular har bir jonzotda ma'lum bir tarzda joylashtirilgan va oqsil birliklarini hosil qiladi.
Aniqlanish tarixi
Insoniyat uzoq vaqt davomida oqsillar va kislotalarni o'rganmoqda, ammo birinchi farazlar va irsiyat nazariyasining o'rnatilishi XX asrning o'rtalarida paydo bo'lgan. Ayni paytda olimlar bu masala bo'yicha etarli miqdordagi bilimlarni to'plashdi.
1953 yilda olib borilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, individual organizmning oqsilida noyob aminokislotalar zanjiri mavjud. Bundan tashqari, ushbu zanjirning polipeptidda hech qanday cheklovi yo'q degan xulosaga keldi.
Turli dunyo olimlarining turli xil bo'lgan yozuvlari solishtirildi. Shuning uchun ma'lum bir kontseptsiya shakllandi: har bir gen ma'lum bir polipeptidga mos keladi. Shu bilan birga, DNK nomi paydo bo'ldi, bu protein emasligi aniq isbotlangan.
Tadqiqotchilar Krik va Uotson birinchi marta 1953 yilda matritsali tushuntirish shifrlash sxemasi haqida gapirgan. Buyuk olimlarning so'nggi ishlarida shifr axborot tashuvchisi ekanligi isbotlangan.
Keyinchalik, faqat protein aminokislotalar zanjirlari, asoslari va xususiyatlarini aniqlash va shakllantirish masalasini tushunish qoldi.
Genetik kodlash gipotezasini yaratgan birinchi olim fizik Gamov bo'lib, u ham matritsani tekshirishning ma'lum bir usulini taklif qildi.
Genetiklar aminokislotalar zanjirining ikki yon ustunlari va natijada olmos shaklidagi qadamlar o'rtasida yozishmalarni o'rnatishni taklif qilishdi. Zanjirning olmos shaklidagi bosqichlari genetik kodning to'rtta nukleotidlari yordamida hosil bo'ladi. Bu o'yin olmoslar o'yini deb ataldi.
O'zining keyingi tadqiqotlarida Gamow triplet kod nazariyasini taklif qiladi. Bu taxmin genetik kodning tabiati masalasida muhim ahamiyatga ega bo'ladi. Garchi fizik Gamov nazariyasi kamchiliklarga ega bo'lsa-da, ulardan biri genetik kod orqali oqsil tuzilishini kodlashdir.
Shunga ko'ra, Jorj Gamov genlar masalasini yigirma raqamli fundamental faktga tarjima qilishda to'rt raqamli tizimni kodlash deb hisoblagan birinchi olim bo'ldi.
Ishlash printsipi
Bitta protein bir nechta aminokislotalardan iborat. Birlashtiruvchi zanjirlarning mantig'i tananing oqsilining tuzilishi va xususiyatlarini aniqlaydi, bu esa tirik mavjudotning biologik parametrlari haqidagi ma'lumotlarni aniqlashga yordam beradi.
Tirik hujayralardan olingan ma'lumotlar ikkita matritsa jarayoni orqali olinadi:
Transkripsiya, ya'ni RNK va DNK shablonlarining sintezlangan sintez jarayoni.
Translyatsiya, ya'ni RNK matritsasidagi polipeptidlar zanjirining sintezi.
Tarjima jarayonida genetik kod aminokislotalarning mantiqiy zanjiriga yo'naltiriladi. 
Gen ma'lumotlarini aniqlash va amalga oshirish uchun yigirma qat'iy ketma-ket aminokislotalarni hisobga olgan holda kamida uchta zanjirli nukleotid talab qilinadi. Ushbu uchta nukleotid to'plami triplet deb ataladi.
Genetik kodlar ikki toifaga bo'linadi:
Bir-biriga o'xshash - kichik kod, uchburchak va ketma-ket.
Bir-biriga mos kelmaydigan - kombinatsiya kodi va "vergul yo'q".
Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, aminokislotalarning tartibi xaotik va shunga mos ravishda individualdir, shunga asoslanib, olimlar bir-biriga mos kelmaydigan kodlarga ustunlik berishadi. Keyinchalik "vergul yo'q" nazariyasi rad etildi.
Nima uchun DNK kodini bilishingiz kerak?
Tirik organizmning genetik kodini bilish molekulalarning ma'lumotlarini irsiy va evolyutsion ma'noda aniqlash imkonini beradi. Irsiyatni qayd etish zarur, genetika olamida tizimli bilimlarni shakllantirish bo'yicha tadqiqotlarni ochib beradi.
Genetik kodning universalligi tirik organizmning eng noyob xususiyati hisoblanadi. Ma'lumotlarga asoslanib, ko'pgina tibbiy va genetik savollarga javob olish mumkin.
Tibbiyot va genetika bilimlaridan foydalanish
Yigirmanchi asrda molekulyar biologiyaning yutuqlari turli sabablarga ega bo'lgan kasalliklar va viruslarni o'rganishda katta yutuqlarga erishish imkonini berdi. Genetik kod haqidagi ma'lumotlar tibbiyot va genetikada keng qo'llaniladi.
Muayyan kasallik yoki virusning tabiatini aniqlash genetik rivojlanishni o'rganish bilan bir-biriga mos keladi. Bilim va nazariya va amaliyotlarni shakllantirish zamonaviy dunyo va kelajakning davolash qiyin yoki davolab bo'lmaydigan kasalliklarini davolaydi.
Rivojlanish istiqbollari
Genetik kodda nafaqat irsiyat, balki organizmning umr ko'rish davomiyligi haqida ham ma'lumotlar mavjudligi ilmiy jihatdan isbotlanganligi sababli, genetika rivojlanishi o'lmaslik va uzoq umr ko'rish masalasini qo'yadi. Bu istiqbol yerdagi boqiylik, saraton hujayralari va inson ildiz hujayralari haqidagi bir qator farazlar bilan quvvatlanadi.
1985 yilda texnika instituti ilmiy xodimi P.Garyaev tasodifan spektral tahlil natijasida bo'sh joyni topdi, keyinchalik u fantom deb ataldi. Fantomlar o'lik genetik molekulalarni aniqlaydi.
Bu tirik organizmning vaqt o'tishi bilan sodir bo'ladigan o'zgarishlar nazariyasini yanada aniqladi, bu odamning to'rt yuz yildan ortiq yashashga qodirligini ko'rsatadi.
Bu hodisa shundaki, DNK hujayralari yuz gerts tovush tebranishlarini ishlab chiqarishga qodir. Ya'ni DNK gapira oladi.
Sincaplar 20 xil monomer - tabiiy alfa aminokislotalardan tashkil topgan geteropolimerlardir. Sincaplar tartibsiz polimerlardir. Oqsil molekulasining tuzilishida strukturaviy tashkilotning bir necha darajalari mavjud. Birlamchi tuzilma peptid bog'lari bilan bog'langan aminokislotalar qoldiqlari ketma-ketligidir. Ikkilamchi tuzilma- qoida tariqasida, bu bir-biriga yaqin joylashgan -C=O va -NH guruhlari o'rtasida paydo bo'ladigan ko'plab vodorod aloqalari bilan birlashtirilgan spiral strukturadir. Uchinchi darajali tuzilish oqsil molekulasi fazoviy konfiguratsiya bo'lib, odatda ixcham globulaga o'xshaydi; u ion, vodorod va disulfid (S-S) bog'lari bilan qo'llab-quvvatlanadi. To'rtlamchi tuzilish bir necha bo'linmalar - globullarning o'zaro ta'siridan hosil bo'ladi (masalan, gemoglobin molekulasi to'rtta shunday subbirlikdan iborat). Oqsil molekulasining tuzilishini yo'qotish denaturatsiya deyiladi; harorat, suvsizlanish, nurlanish va boshqalar sabab bo'lishi mumkin. Bitta polipeptid zanjiridagi aminokislotalarning ketma-ketligi to'g'risidagi ma'lumotlar DNKning bir qismida topilgan. gen deb ataladi. DNK oqsilning asosiy tuzilishi haqida ma'lumotni o'z ichiga oladi. DNK kodi barcha organizmlar uchun bir xil. Har bir aminokislota uchta nukleotidga ega bo'lib, ular triplet yoki kodon hosil qiladi. Bu kodlash ortiqcha: uchliklarning 64 ta kombinatsiyasi mumkin, faqat 20 ta aminokislotalar ham mavjud, masalan, genning boshlanishi va oxirini ko'rsatadi.
Protein biosintezi ATP energiyasidan foydalanadigan reaktsiyalar zanjiri. Fermentlar oqsil sintezining barcha reaksiyalarida ishtirok etadi. Protein biosintezi matritsa sintezidir.
Genetik kod DNKdagi nukleotidlar ketma-ketligidan foydalangan holda oqsillardagi aminokislotalar ketma-ketligi haqidagi ma'lumotlarni qayd qilish tizimidir. Genetik kodning xususiyatlari.
1. Uchlik Har bir aminokislota 3 ta nukleotidlar ketma-ketligi bilan kodlangan.
2. Degeneratsiya. Barcha aminokislotalar, metionin va triptofandan tashqari, bir nechta tripletlar bilan kodlangan. Jami 61 triplet 20 ta aminokislotalarni kodlaydi.
3. Aniqlik. Har bir triplet faqat bitta aminokislotani kodlaydi yoki tarjima terminatoridir.
4. Kompaktlik, yoki intragenik tinish belgilarining etishmasligi. Gen ichida har bir nukleotid muhim kodonning bir qismidir.
23. Hujayradagi genetik axborotni kodlash va amalga oshirish printsipi, genetik kodning xususiyatlari va ularning biologik ma'nosi. Axborotni amalga oshirish bosqichlari, ularning xususiyatlari. To'g'ri va teskari transkripsiya tushunchasi.
Genetik kod- DNKdagi nukleotidlar ketma-ketligi (ba'zi RNK viruslarida) oqsil molekulalaridagi aminokislotalarning ketma-ketligini aniqlaydigan irsiy ma'lumotni qayd qilish tizimi. Amalga oshirish jarayonida genetik ma'lumotlar DNKdan mRNKga qayta yozilishi sababli, genetik kod mRNK sifatida o'qiladi va RNKning to'rtta azotli asoslari (A, B, G, C) yordamida yoziladi.
Kodon- ma'lum bir aminokislota yoki tarjimaning boshi va oxirini kodlaydigan mRNKning uchta qo'shni nukleotidlari (uchlik) ketma-ketligi.
Nukleotidlarning to'rt turi mavjud bo'lganligi sababli, genetik kod 64 ta kodondan iborat bo'lib, ulardan 61 ta kodon 20 ta aminokislotalarni kodlaydi. Uchta kodon (UAG, UAA, UGA) - kodon-kodonlar-bema'nilik-kodonlar, bitta aminokislota uchun kodlashmaydi va ular uchun transfer RNKlari mavjud emas; ular tarjimani tugatish signallari (kodon-kodon-stop kodon, terminator kodon) vazifasini bajaradi. Kodon AUG tarjimaning boshlanishini belgilaydi va boshlash yoki boshlash kodon deb ataladi.
Genetik kod: uning xususiyatlari va tushunchasi. Avvalo, hayotning xilma-xilligi hujayralardagi turli biologik funktsiyalarni bajaradigan oqsil molekulalarining xilma-xilligi bilan belgilanadi. Oqsillarning tuzilishi ularning peptid zanjirlaridagi aminokislotalarning to'plami va tartibi bilan belgilanadi. Aynan peptidlardagi aminokislotalarning ketma-ketligi genetik kod yordamida DNK molekulalarida shifrlangan. Tabiatda mavjud bo'lgan turli xil oqsillarda 20 ga yaqin turli xil aminokislotalar topilgan.
Genetik kodning xususiyatlari:
· uchlik - bitta aminokislota uchta nukleotidni o'z ichiga olgan bitta triplet bilan kodlangan. Bunday uchlik kodon deb ataladi.;
· "degeneratsiya" yoki genetik kodning ortiqchaligi, ya'ni. Bir nechta tripletlar bir xil aminokislotalarni kodlashi mumkin, chunki 20 ta aminokislota va 64 ta kodon ma'lum.
· bir-birining ustiga chiqmasligi, ya'ni. DNK molekulasidagi tripletlar o'rtasida bo'linish belgilari yo'q, ular bir-biridan keyin uchta qo'shni nukleotidni tashkil qiladi;
· ko'p qirralilik, ya'ni. prokariotlardan odamgacha bo'lgan barcha organizmlar uchun 20 ta aminokislotalar bir xil uchlik bilan kodlangan, bu Yerdagi barcha hayotning kelib chiqishi birligining isbotlaridan biridir.
Genetik axborotni amalga oshirish bosqichlari I.
Transkripsiya- DNK matritsasidagi barcha turdagi RNKlarning sintezi.
Transkripsiya yoki qayta yozish butun DNK molekulasida emas, balki ma'lum bir protein (gen) uchun javob beradigan bo'limda sodir bo'ladi. Transkripsiya uchun zarur shartlar:
a) ferment oqsillari yordamida DNKning bir qismini ochish
b) qurilish materialining mavjudligi.
v) transkripsiya fermentlari - RNK polimeraza I, II, III
d) ATP ko'rinishidagi energiya.
Transkripsiya komplementarlik printsipiga ko'ra sodir bo'ladi. Bunday holda, maxsus ferment oqsillari yordamida DNK qo'sh spiralining bir qismi ochiladi va mRNK sintezi uchun matritsa bo'lib xizmat qiladi. Keyin RNK polimeraza fermenti DNK zanjiri bo'ylab harakatlanib, nukleotidlarni komplementarlik printsipiga ko'ra o'sib borayotgan RNK zanjiriga bog'laydi. Keyin bir ipli RNK DNK dan ajraladi va II yadro membranasidagi teshiklar orqali hujayra yadrosini tark etadi.
Translyatsiya(tarjima), yoki oqsil biosintezi. Tarjimaning mohiyati azotli asoslarning to'rt harfli kodini aminokislotalarning 20 harfli "lug'atiga" tarjima qilishdir. Tarjima jarayoni mRNKda kodlangan genetik ma'lumotni oqsilning aminokislotalar qatoriga o'tkazishdan iborat. Protein biosintezi sitoplazmada ribosomalarda va bir necha bosqichlardan iborat:
Tayyorgarlik bosqichi (aminokislotalarning faollashuvi) har bir aminokislotaning o'z tRNKsi bilan fermentativ bog'lanishi va aminokislota - tRNK kompleksining hosil bo'lishidan iborat. Protein sintezining o'zi uch bosqichni o'z ichiga oladi:
a) boshlash- mRNK ribosomaning kichik bo'linmasi bilan bog'lanadi
b) cho'zilish- polipeptid zanjirining uzayishi. Jarayon 3 bosqichda amalga oshiriladi va ribosomaning faol markazida komplementarlik printsipiga ko'ra mRNK kodonini tRNK antikodoniga bog'lash, so'ngra ikkita aminokislota qoldig'i o'rtasida peptid bog'lanish hosil qilish va dipeptidni bir qadam oldinga siljitishdan iborat. va shunga mos ravishda ribosomani mRNK bo'ylab bir kodon oldinga siljitadi
c) tugatish- tarjimaning oxiri mRNKda tugatish kodonlari yoki "to'xtash signallari" (UAA, UGA, UAG) va oqsil fermentlari - tugatish omillari mavjudligiga bog'liq.
Teskari transkripsiya bir zanjirli RNKdagi ma'lumotlar asosida ikki zanjirli DNKni hosil qilish jarayonidir. Bu jarayon teskari transkripsiya deb ataladi, chunki genetik ma'lumotni uzatish transkripsiyaga nisbatan "teskari" yo'nalishda sodir bo'ladi.
Tegishli ma'lumotlar.
Genetik ma'lumotlar DNKda kodlangan. Genetik kodni M. Nirenberg va H.G. Qur'on, ular uchun 1968 yilda Nobel mukofotiga sazovor bo'lishdi.
Genetik kod- polipeptid molekulasidagi aminokislotalarning ketma-ketligini nazorat qiluvchi nuklein kislota molekulalarida nukleotidlarni joylashtirish tizimi.
Kodning asosiy qoidalari:
1) Genetik kod uchlikdir. mRNK tripletiga kodon deyiladi. Kodon bitta aminokislotani kodlaydi.
2) Genetik kod buzilgan. Bitta aminokislota bir nechta kodon bilan shifrlangan (2 dan 6 gacha). Istisnolar - metionin va triptofan (AUG, GUG). Bitta aminokislota uchun kodonlarda birinchi ikkita nukleotid ko'pincha bir xil, ammo uchinchisi o'zgaradi.
3) Kodonlar bir-birining ustiga chiqmaydi. Nukleotidlar ketma-ketligi ketma-ket bir yo'nalishda, uchdan uch marta o'qiladi.
4) Kod bir ma'noli. Kodon ma'lum bir aminokislotani kodlaydi.
5) AUG - boshlang'ich kodoni.
6) Gen ichida tinish belgilari yo'q - to'xtash kodonlari: UAG, UAA, UGA.
7) Genetik kod universaldir, u barcha organizmlar va viruslar uchun bir xil.
Irsiyatning moddiy tashuvchisi bo'lgan DNK tuzilishining ochilishi ko'plab masalalarni hal qilishga yordam berdi: genlarning ko'payishi, mutatsiyalarning tabiati, oqsil biosintezi va boshqalar.
Genetik kodni uzatish mexanizmi molekulyar biologiya, shuningdek, gen muhandisligi va gen terapiyasining rivojlanishiga hissa qo'shdi.
DNK yadroda joylashgan va xromatin tarkibiga kiradi, shuningdek, mitoxondriyalar, sentrosomalar, plastidlar, RNK esa yadrochalar, sitoplazmatik matritsa va ribosomalarda.
Hujayradagi irsiy axborotning tashuvchisi DNK bo'lib, RNK pro- va eukariotlarda irsiy axborotni uzatish va amalga oshirish uchun xizmat qiladi. mRNK yordamida DNK nukleotidlari ketma-ketligini polipeptidga aylantirish jarayoni sodir bo'ladi.
Ba'zi organizmlarda, DNKdan tashqari, RNK irsiy ma'lumotlarning tashuvchisi bo'lishi mumkin, masalan, tamaki mozaikasi viruslari, poliomielit va OITS.
Nuklein kislotalarning monomerlari nukleotidlardir. Aniqlanishicha, eukariotlar xromosomalarida 4 turdagi nukleotidlar: adenil, guanil, timidil, sitosildan iborat ulkan ikki zanjirli DNK molekulasi hosil bo'ladi. Har bir nukleotid azotli asos (purin G + A yoki pirimidin C + T), dezoksiriboza va fosfor kislotasi qoldig'idan iborat.
Turli xil kelib chiqishi DNKlarini tahlil qilib, Chargaff azotli asoslarning miqdoriy nisbati naqshlarini tuzdi - Chargaff qoidalari.
a) adenin miqdori timin miqdoriga teng (A=T);
b) guanin miqdori sitozin miqdoriga teng (G=C);
v) purinlar soni pirimidinlar soniga teng (G+A = C+T);
d) 6-aminoguruhli asoslar soni 6-ketoguruhli asoslar soniga teng (A+C = G+T).
Shu bilan birga, A+TG+C asoslarining nisbati qat'iy turga xos koeffitsientdir (odamlar uchun - 0,66; sichqonlar - 0,81; bakteriyalar - 0,41).
1953 yilda biolog J.Uotson va fizik F.Krik DNKning fazoviy molekulyar modeli taklif qilindi.
Modelning asosiy postulatlari quyidagilardan iborat:
1. Har bir DNK molekulasi ikkita uzun antiparallel polinukleotid zanjiridan iborat bo'lib, ular markaziy o'q atrofida buralgan qo'sh spiralni hosil qiladi (o'ng qo'l - B-shakli, chap qo'l - Z-shakli, 70-yillarning oxirida A. Rich tomonidan kashf etilgan).
2. Har bir nukleozid (pentoza + azotli asos) spiral o'qiga perpendikulyar tekislikda joylashgan.
3. Ikkita polinukleotid zanjiri azotli asoslar oʻrtasida hosil boʻlgan vodorod bogʻlari bilan tutashgan.
4. Azotli asoslarning juftlanishi qat'iy o'ziga xosdir purin asoslari faqat pirimidin asoslari bilan birlashadi: A-T, G-C.
5. Bir zanjirning asoslari ketma-ketligi sezilarli darajada farq qilishi mumkin, ammo boshqa zanjirning azotli asoslari ularni qat'iy ravishda to'ldiruvchi bo'lishi kerak.
Polinukleotid zanjirlari shakarning beshinchi pozitsiyasidagi uglerodni qo'shni nukleotidning uchinchi uglerodiga bog'laydigan fosfor kislotasi qoldig'i orqali qo'shni nukleotidlar orasidagi kovalent aloqalar orqali hosil bo'ladi. Zanjirlar yo'nalishiga ega: zanjirning boshi 3" OH - dezoksiriboza uglerodning uchinchi holatiga gidroksil guruhi OH qo'shiladi, zanjirning oxiri 5" F, fosfor kislotasi qoldig'i beshinchisiga biriktiriladi. deoksiriboza uglerod.
DNKning avtosintetik funktsiyasi replikatsiya - avtoreproduktsiyadir. Replikatsiya yarim konservatizm, antiparallellik, to'ldiruvchilik va uzilish tamoyillariga asoslanadi. DNKning irsiy ma'lumotlari shablon sintezi turiga ko'ra replikatsiya natijasida amalga oshiriladi. U bosqichlarda sodir bo'ladi: bog'lanish, boshlash, cho'zilish, tugatish. Jarayon interfazaning S davri bilan chegaralanadi. DNK polimeraza fermenti bir zanjirli DNKni shablon sifatida ishlatadi va 4 ta nukleotid ishtirokida primer (RNK) DNKning ikkinchi zanjirini hosil qiladi.
DNK sintezi komplementarlik printsipiga muvofiq amalga oshiriladi. DNK zanjirining nukleotidlari orasida eng oxirgi nukleotidning 3 "OH guruhining navbatdagi nukleotidning 5 "-fosfati bilan bog'lanishi hisobiga fosfodiester bog'lar hosil bo'ladi, ular zanjirga qo'shilishi kerak.
DNK replikatsiyasining uchta asosiy turi mavjud: konservativ, yarim konservativ, dispers.
Konservativ- asl ikki zanjirli molekulaning yaxlitligini saqlash va qizi ikki zanjirli molekulaning sintezi. Qizi molekulalarning yarmi butunlay yangi materialdan, yarmi esa butunlay eski asosiy materialdan qurilgan.
Yarim konservativ - DNK sintezi replikatsiyaning kelib chiqishiga helikaz fermentining biriktirilishi bilan boshlanadi, bu DNKning bo'limlarini ochadi. DNKni bog'lovchi oqsil (DBP) har bir zanjirga biriktirilib, ularning ulanishiga to'sqinlik qiladi. Replikatsiya birligi replikon - bu ikki nuqta o'rtasidagi mintaqa bo'lib, unda qiz zanjirlarining sintezi boshlanadi. Fermentlarning replikatsiyaning kelib chiqishi bilan o'zaro ta'siri initsiatsiya deb ataladi. Bu nuqta zanjir bo'ylab harakatlanadi (3 "OH>5" F) va replikatsiya vilkasi hosil bo'ladi.
Yangi zanjirning sintezi 700-800-2000 nukleotid qoldiqlari uzun bo'laklar hosil bo'lishi bilan vaqti-vaqti bilan sodir bo'ladi. Replikatsiyaning boshlang'ich va tugash nuqtasi mavjud. Replikon DNK molekulasi bo'ylab harakatlanadi va uning yangi bo'limlari ochiladi. Ona zanjirlarining har biri qiz zanjiri uchun shablon bo'lib, u bir-birini to'ldirish tamoyiliga muvofiq sintezlanadi. Nukleotidlarning ketma-ket bog'lanishi natijasida DNK ligaza fermenti yordamida DNK zanjiri uzaytiriladi (cho'zilish bosqichi). Molekulaning kerakli uzunligiga erishilganda, sintez to'xtaydi - tugatish. Eukariotlarda bir vaqtning o'zida minglab replikatsiya vilkalari ishlaydi. Prokariotlarda inisiatsiya DNK halqasining bir nuqtasida sodir bo'ladi, ikkita replikatsiya vilkalari 2 yo'nalishda harakatlanadi. Ular uchrashadigan nuqtada ikki zanjirli DNK molekulalari ajralib chiqadi.
Tarqalgan - DNKning nukleotid bo'laklariga bo'linishi, yangi ikki zanjirli DNK o'z-o'zidan yig'ilgan yangi va ota-ona bo'laklaridan iborat.
Eukaryotik DNK tuzilishi jihatidan prokariotik DNKga o'xshaydi. Farqlar quyidagilarga taalluqlidir: genlardagi DNK miqdori, DNK molekulasining uzunligi, nukleotidlar ketma-ketligining almashinish tartibi, burma shakli (eukariotlarda u chiziqli, prokaryotlarda u aylana).
Eukaryotlar DNKning ortiqchaligi bilan ajralib turadi: kodlashda ishtirok etadigan DNK miqdori atigi 2% ni tashkil qiladi. Ortiqcha DNKning bir qismi ko'p marta takrorlanadigan bir xil nukleotidlar to'plami bilan ifodalanadi (takrorlanadi). Bir nechta va o'rtacha takrorlanadigan ketma-ketliklar mavjud. Ular konstitutsiyaviy heterokromatin (strukturaviy) hosil qiladi. U noyob ketma-ketliklar orasiga kiritilgan. Ortiqcha genlar 10 4 nusxaga ega.
Metafaza xromosomasi (o'ralgan kromatin) ikkita xromatiddan iborat. Shakl birlamchi siqilish - sentromera mavjudligi bilan belgilanadi. U xromosomani 2 ta qo'lga ajratadi.
Tsentromeraning joylashishi xromosomalarning asosiy shakllarini aniqlaydi:
metasentrik,
Submetasentrik,
akrosentrik,
Telotsentrik.
Xromosomalarning spirallanish darajasi bir xil emas. Xromosomalarning spiralizatsiyasi kuchsiz hududlari deyiladi evromatik. Bu DNK noyob ketma-ketliklardan tashkil topgan yuqori metabolik faollik sohasi. Kuchli spiralizatsiya zonasi - geterokromatik transkripsiyaga qodir hudud. Farqlash konstitutsiyaviy heteroxromatin - genetik inert, genlarni o'z ichiga olmaydi, evromatinga aylanmaydi, shuningdek, ixtiyoriy, faol evromatinga aylanishi mumkin. Xromosomalarning distal qismlarining terminal qismlari telomerlar deb ataladi.
Xromosomalar autosomalar (somatik hujayralar) va geteroxromosomalar (jinsiy hujayralar) ga bo'linadi.
Levitskiy (1924) taklifi bilan hujayraning somatik xromosomalarining diploid to'plami deyiladi. karyotip. U xromosomalarning soni, shakli va hajmi bilan tavsiflanadi. S.G.ning taklifiga binoan karyotip xromosomalarini tavsiflash. Navashina ular shaklda joylashtirilgan idiogrammalar - sistematik karyotip. 1960 yilda Denver xalqaro xromosoma tasnifi taklif qilindi, bu erda xromosomalar sentromeraning o'lchami va joylashishiga qarab tasniflanadi. Odam somatik hujayrasining kariotipida 22 juft autosomalar va bir juft jinsiy xromosomalar mavjud. Somatik hujayralardagi xromosomalar to'plami deyiladi diploid, va jinsiy hujayralarda - gaploid (U autosomalar to'plamining yarmiga teng). Inson kariotipi idiogrammasida xromosomalar hajmi va shakliga qarab 7 guruhga bo'linadi.
1 - 1-3 yirik metasentrik.
2 - 4-5 yirik submetasentrik.
3 - 6-12 va X xromosomalari o'rtacha metasentrikdir.
4 - 13-15 o'rtacha akrosentrik.
5 - 16-18 nisbatan kichik meta-submetasentrik.
6 - 19-20 kichik metasentrik.
7 - 21-22 va Y xromosomasi eng kichik akrosentrikdir.
Ga binoan Parij tasnifi xromosomalar kattaligi va shakliga, shuningdek chiziqli differentsiatsiyasiga ko'ra guruhlarga bo'linadi.
Xromosomalar quyidagi xususiyatlarga ega (xromosoma qoidalari):
1. Individualliklar - gomologik bo'lmagan xromosomalar orasidagi farqlar.
2. Juftliklar.
3. Sonning doimiyligi - har bir turga xos xususiyat.
4. Davomiylik - takror ishlab chiqarish qobiliyati.
Genetik kod - bu DNK molekulalaridagi oqsil molekulasining tuzilishi haqidagi genetik ma'lumotlarni qayd qilish tizimi. Oqsil aminokislotalardan iborat bo'lib, ulardan faqat 20 tasi bor. Protein molekulasidagi aminokislotalar DNK molekulasidagi nukleotidlar singari chiziqli tartibda joylashgan. Oqsildagi AK ning ketma-ketligi DNK molekulasidagi nukleotidlar ketma-ketligi, uning gen kodi bilan belgilanadi. Kodning xususiyatlari 1) Triplety - Har bir aminokislota uchta nukleotid bilan kodlangan. Nukleotidlarning uchligi kodon deb ataladi. 2) Bir-biriga to‘g‘ri kelmaslik – uchlik birin-ketin ergashib keladi. Har bir nukleotid faqat bitta kodonning bir qismidir. Uchlik bir-birining ustiga tushmaydi. 2) Bir yo'nalishlilik - genetik ma'lumotni o'qish nukleotidlar orasiga hech qanday qo'shimchalarsiz, bir yo'nalishda 3 nukleotid bo'ylab sodir bo'ladi. 4) Ekspressivlik (ortiqchalik) - 1 aminokislotalarni kodlash uchun zarur bo'lgan ortiqcha tripletlarning mavjudligi. 2 "Bema'nilik" kodonlarining mavjudligi UAA UAG UGA tugatish kodonlari, AUG va GUG boshlash kodonlari. 5) universallik - barcha tirik organizmlarda bir xil aminokislotalar bir xil tripletlar tomonidan kodlangan. 6) o'ziga xoslik. Bitta va bir xil dekodon bir nechta AK ga to'g'ri keladigan holatlar yo'q.
16. Protein biosintezi - mRNK va tRNK molekulalari ishtirokida ribosomalarda yuzaga keladigan aminokislotalardan polipeptid zanjirini sintez qilishning murakkab ko'p bosqichli jarayoni. Protein biosintezi jarayoni katta energiya sarfini talab qiladi.
Protein sintezi bir necha bosqichlarni o'z ichiga oladi:
1. Transkripsiyadan oldingi. Bu sintezning boshlang'ich bosqichi bo'lib, DNK molekulasi maxsus oqsillar yordamida faollashadi.
2. mRNK ning transkripsion sintezi yadroda sodir bo`lib, bu jarayonda DNK geni tarkibidagi ma'lumotlar DNK molekulasiga komplementar nukleotidlar ketma-ketligi bilan mRNK ga ko`chiriladi.
3.Transport transkripsiya va tarjima orasidagi davrni qamrab oladi. Ushbu bosqichda qayta ishlash sodir bo'ladi, ya'ni. I-RNKning yetilishi. Uning mohiyati intronlarni (ma'lumotga ega bo'lmagan hududlarni) olib tashlashdir. Ekzaonlar (AK haqida ma'lumot tashuvchi uchlik) saqlanib qoladi va ligaza fermentlari yordamida bitta zanjirga birlashadi. Bu hodisa splicing deb ataladi. Birlashtirilgan mRNK tashuvchi oqsillar yordamida yadrodan sitoplazmaga ko'chiriladi.
4. Translyatsiya - kodlovchi mRNKga muvofiq AK dan polipeptid zanjirining sintezi. Tarjima paytida genetik ma'lumot aminokislotalar ketma-ketligiga aylantiriladi: DNK, mRNK, oqsil. Bu erda quyidagi bosqichlar ajratiladi: boshlanish, cho'zilish, tugatish.
boshlash - ribosoma tomonidan boshlang'ich kodonning tan olinishi va sintezning boshlanishi.
cho'zilish - haqiqiy oqsil sintezi.
tugatish - tugatish kodonini (to'xtash kodoni) tan olish va mahsulotni ajratish.
Shunday qilib, oqsil biosintezi jarayonida DNK tarkibidagi aniq ma'lumotlarga muvofiq yangi oqsil molekulalari hosil bo'ladi. Bu jarayon oqsillarning yangilanishi, metabolik jarayonlar, hujayra o'sishi va rivojlanishi, ya'ni hujayraning barcha hayotiy jarayonlarini ta'minlaydi.
17. Translatsiya - kodlovchi mRNKga muvofiq AK dan polipeptid zanjirining sintezi. Tarjima paytida genetik ma'lumot aminokislotalar ketma-ketligiga aylantiriladi: DNK, mRNK, oqsil. Tarjima hujayraning umumiy metabolizmining juda muhim qismidir, unda kamida 20 ta ferment (aminoatsil sintetaza), 60 tagacha turli t-RNK, 3-5 r-RNK molekulalari va r-RNK makromolekulalari ishtirok etadi. Bu erda quyidagi bosqichlar ajratiladi: boshlanish, cho'zilish, tugatish.
Initiatsiya - eshittirishning boshlanishi. To'liq ribosoma hosil bo'ladi, mRNK biriktiriladi va birinchi aminokislotalar o'rnatiladi. Tarjima paytida ribosomalar "yig'ilgan" holatda bo'ladi. Butun ribosomada aminokislota (ya'ni aminoatsil-tRNK) bilan "yuklangan" tRNKni biriktirish uchun joy - qabul qiluvchi joy (A-sayt) va o'sib borayotgan polipeptid zanjiri bilan tRNKni ushlab turish joyi - peptidil ( P-sayt) (molekulyar biologiyada "sayt zanjiri" iborasi ko'pincha "sayt" atamasi bilan almashtiriladi). Initsiatsiya paytida (uchta yordamchi protein omili ishtirokida) mRNK ribosomaning kichik bo'linmasi bilan bog'lanadi, so'ngra "yuklangan" (aminokislota tashuvchi) tRNK antikodon bilan birinchi kodonga biriktiriladi va undan keyin katta. hosil bo'lgan kompleksga ribosomaning subbirligi biriktiriladi.
2. cho‘zilish. Ikkinchi kodonga (ribosomaning A joyida) boshqa aminoatsil-tRNK qo'shiladi. Birinchi aminokislotaning karboksil guruhi (-COOH) va ikkinchi aminokislota (-NH) o'rtasida peptid bog'i hosil bo'ladi. Shundan so'ng, birinchi aminokislota o'zining tRNKsidan ajralib chiqadi va unga bog'langan ikkinchi tRNKning aminokislotalariga "osilib qoladi". Bo'sh birinchi tRNK ribosoma bilan kompleksdan ajralib chiqadi va P joyi bo'sh qoladi. Ribosoma mRNK bo'ylab "qadam tashlaydi". Bunday holda, aminokislotalar bilan tRNK A joydan P joyiga o'tadi. Ribosomaning "bosqichi" har doim qat'iy belgilangan va uchta nukleotidga (kodon) teng. Ribosomaning mRNK bo'ylab harakatlanishi translokatsiya deb ataladi. Replikatsiya va transkripsiya kabi translokatsiya hamisha mRNKning 5" - 3" yo'nalishida sodir bo'ladi.
3. Tugatish. Polipeptid zanjirining sintezi ribosoma uchta to'xtash kodonidan biriga yetguncha davom etadi. Bu vaqtda oqsil zanjiri ajraladi va ribosoma subbirliklarga ajraladi. Deyarli barcha oqsillar sintezi tugagandan so'ng, etilish yoki qayta ishlashdan o'tadi - translatsiyadan keyingi modifikatsiyalar reaktsiyalari. Shundan so'ng ular (asosan endoplazmatik retikulumning "quvuri" orqali) o'z manzillariga etkaziladi.
Efirdan keyingi. Oqsilning ikkilamchi va uchinchi darajali strukturasi hosil bo'ladi, ya'ni oqsilning yakuniy tuzilishi hosil bo'ladi.
18. Har bir organizm zarur funktsiyalarni bajaradigan va organizmning barcha xususiyatlarini shakllantirishni ta'minlaydigan o'ziga xos oqsillar to'plami bilan tavsiflanadi. Protein sintezi yoki genetik ma'lumotni amalga oshirish har bir tirik hujayrada uning genetik dasturiga muvofiq sodir bo'ladi, nuklein kislota molekulalarida genetik kod yordamida qayd etiladi. Protein sintezi aminokislotalardan (monomerlardan) oqsil molekulasi (polimer) hosil bo'lishining murakkab, ko'p bosqichli jarayoni bo'lib, uni nuklein kislotalar, ko'p miqdordagi fermentlar, energiya (ATP), ribosomalar, aminokislotalar ishtirokisiz amalga oshirish mumkin emas. kislotalar va Mg2+ ionlari. Gen uzilishli tuzilishga ega. Kodlash hududlari ekzonlar, kodlanmaydigan hududlar esa intronlardir. Eukaryotik organizmlardagi gen ekzon-intron tuzilishiga ega. Intron eksondan uzunroq. Qayta ishlash jarayonida intronlar "kesib olinadi" - birlashma. Yetuk mRNK hosil bo'lgandan so'ng, maxsus oqsil bilan o'zaro ta'sirlashgandan so'ng, u sitoplazmaga ma'lumot olib boradigan tizim - informosomaga o'tadi. Hozirgi vaqtda ekzon-intron tizimlari yaxshi o'rganilgan (masalan, onkogen P-53). Ba'zida bir genning intronlari boshqasining ekzonlari bo'lib, u holda birlashma mumkin emas.
Qayta ishlash. Har xil turdagi RNKning "etilishi" bilan bog'liq bo'lgan molekulyar mexanizmlar qayta ishlash deb ataladi. Ular RNK yadrodan sitoplazmaga chiqarilishidan oldin yadroda sodir bo'ladi.
mRNKning "pishirish" jarayonida maxsus fermentlar intronlarni kesib tashlaydi va qolgan faol hududlarni (eksonlarni) birlashtiradi. Bu jarayon splicing deb ataladi. Shuning uchun etuk mRNKdagi nukleotidlar ketma-ketligi DNK nukleotidlarini to'liq to'ldirmaydi. mRNKda shunday nukleotidlar yaqin bo'lishi mumkinki, DNKdagi komplementar nukleotidlar bir-biridan ancha uzoqlikda joylashgan.
Birlashtirish juda aniq jarayon. Uning buzilishi tarjimani o'qish ramkasini o'zgartiradi, bu esa boshqa peptid sinteziga olib keladi. Intronni kesishning aniqligi pro-mRNK molekulasidagi ma'lum signal nukleotidlari ketma-ketligini ferment tanib olish orqali ta'minlanadi.
19 . Har qanday vaqtda hujayradagi genlarning hammasi emas, 20% ishlaydi. Yakob va Monod birinchi bo'lib Escherichia coli bakteriyasi yordamida genlarni yoqish va o'chirish mexanizmini o'rganishdi. 1966 yilda ular teskari aloqa printsipiga ko'ra oqsil sintezini avtomatik tartibga solish gipotezasini ishlab chiqdilar. Tajribada ular prokaryotik hujayrada gen funktsiyasi va oqsil sintezining avtomatik tartibga solinishi mavjudligini isbotladilar. Yakob-Mono sxemasi. Ularning gipotezasiga ko'ra, ma'lumotlar strukturaviy genlardan bloklarda o'qiladi, ya'ni transkripsiya birligi blok operoni hisoblanadi. U reaktsiyalarning birinchi kaskadida ishtirok etadigan bir nechta strukturaviy genlardan iborat. Ularning boshida DNK operatori bo'limi bo'lib, promotorni strukturaviy genlardan ajratib turadi, transkripsiya paytida polimeraza biriktiriladi. Hujayrada operondan tashqarida joylashgan, repressor oqsilining sintezini boshqaradigan tartibga soluvchi genlar hali ham mavjud. U operon operatoriga ulanish orqali genlarni yoqish va o'chirish roliga ega. Erkin repressor oqsili operator tomonidan bloklanadi, polimeraza strukturaviy genlarga o'tishiga to'sqinlik qiladi. Operatordan repressiya hujayra ichiga kiradigan metabolit bo'lgan induktor tomonidan olib tashlanadi (nafaqat har qanday, balki parchalanishi ushbu operon tomonidan kodlangan fermentlarni talab qiladigan). Metabolit repressor oqsilni o'ziga tortadi va u bilan faol bo'lmagan kompleks hosil qiladi. Natijada, operatordagi blokada olib tashlanadi va polimeraza uchun yo'l ochiladi.
Georgiev 1972 yil – eukariotlarda transkripsiyani tartibga solish. Birlik
transkripsiya - transkripton, informativ bo'lmagan (akseptor) dan iborat.
va informatsion (tarkibiy) zonalar.
Informativ bo'lmagan zona: promotor, tashabbuskor, operator genlari.
Axborot zonasi: mozaik eksonli strukturaviy gen
intronik tuzilma. Ekzonlar - bu polipeptidning tuzilishi haqidagi ma'lumotlarni o'z ichiga olgan DNK ketma-ketligi, intronlar esa DNKning ma'lumotsiz bo'limlaridan olingan qo'shimchalardir. Transkript terminator bilan tugaydi.
Eukariotlarda transkripsiya regulyatsiyasi asosan bir xil
prokaryotlar, lekin kombinatsiyalashgan va murakkabroqdir.
20. Genetika muhandisligi yoki genetik modifikatsiya texnologiyasi - molekulyar biologik darajada sintetik tizimlarni yaratishga imkon beradigan biotexnologik usullar to'plami.
Genetika muhandisligi rekombinant nuklein kislotalar shaklida funktsional faol tuzilmalarni qurishga imkon beradi: recDNK yoki recRNK - biologik tizimlardan tashqarida (in vitro) va keyin ularni hujayralarga kiritish.
Genetik axborotni bir biologik turdan ikkinchi turga toʻgʻridan-toʻgʻri (gorizontal) oʻtkazish imkoniyati F. Griffitning pnevmokokklar bilan oʻtkazgan tajribalarida isbotlangan (1928).
Biroq, recDNK texnologiyasi sifatida genetik muhandislik 1972 yilda, birinchi rekombinant (gibrid) DNK (recDNK) P.Berg (Stenford universiteti, AQSh) laboratoriyasida olinganida paydo bo'ldi, unda lambda fagi va ichak tayoqchasining DNK qismlari birlashtirilgan. SV40 simian virusining dumaloq DNKsi bilan.
1980-yillarning boshidan beri. gen injeneriyasi yutuqlaridan amaliyotda foydalanila boshlandi.
1996 yildan boshlab genetik modifikatsiyalangan o'simliklar qishloq xo'jaligida qo'llanila boshlandi.
Genetika injeneriyasining maqsadlari
Organizmlarning genetik modifikatsiyasining asosiy yo'nalishlari:
– pestitsidlarga (masalan, ba'zi gerbitsidlarga) qarshilik ko'rsatish;
– zararkunandalar va kasalliklarga qarshilik ko'rsatish (masalan, Bt modifikatsiyasi);
– mahsuldorlikni oshirish (masalan, transgen lososning tez o'sishi);
– maxsus fazilatlarni berish (masalan, kimyoviy tarkibni o'zgartirish).
Biotexnologiya - bu tirik organizmlar, ularning tizimlari yoki ularning hayotiy faoliyati mahsulotlaridan texnologik muammolarni hal qilish uchun foydalanish imkoniyatlarini, shuningdek, genetik muhandislik yordamida zarur xususiyatlarga ega tirik organizmlarni yaratish imkoniyatlarini o'rganadigan fan.
Biotexnologiya ko'pincha 20-21-asrlarda genetik muhandislikni qo'llash deb ataladi, ammo bu atama, shuningdek, sun'iy tanlash orqali o'simliklar va uy hayvonlarini o'zgartirishdan boshlab, inson ehtiyojlarini qondirish uchun biologik organizmlarni o'zgartirish jarayonlarining kengroq majmuini anglatadi. va gibridlanish. Zamonaviy usullar yordamida an'anaviy biotexnologik ishlab chiqarish oziq-ovqat mahsulotlari sifatini yaxshilash va tirik organizmlarning mahsuldorligini oshirish imkoniyatiga ega.
21. Hujayraning hosil bo'lishidan keyingi bo'linish yoki o'limgacha bo'lgan umri hujayraning hayot aylanishi (CLC) deb ataladi. Ko'p hujayrali organizmning eukaryotik hujayralarining LCCda bir nechta davrlarni (fazalarni) ajratish mumkin, ularning har biri ma'lum morfologik va funktsional xususiyatlar bilan tavsiflanadi:
- ko'payish va o'sish bosqichi
- farqlash bosqichi
- normal faoliyat bosqichi
- qarish va hujayra o'limi bosqichi.
Hujayraning hayot aylanishida hujayraning bo'linishga tayyorlanishi va bo'linishning o'zini o'z ichiga olgan mitotik tsiklni ham ajratish mumkin.
Hujayra sikli - bu hujayraning bo'linishi va bo'linishiga tayyorgarlik davrini o'z ichiga olgan jarayonlar to'plami. Ikki bosqichdan iborat - dam olish bosqichi (interfaza) va bo'linish bosqichi (mitoz)
Interfaza mitozdan oldin bo'ladi va bu erda DNK sintezi sodir bo'ladi. Hujayrani bo'linishga tayyorlash 3 davrdan iborat: 1) Presintetik 2) Sintetik 3) Postsintetik.
O'qish foydali bo'lishi mumkin:
- Xitoy karam va Qisqichbaqa tayoqchalari bilan salat Xitoy karam, makkajo'xori va Qisqichbaqa bilan salat;
- Lucuma - meva va uning xususiyatlari fotosuratlar bilan tavsifi;
- Baliq, go'sht, yog'sizdan tarixiy burilish bilan tariq sho'rva uchun retseptlar;
- Tsvetkovning orzu kitobida nima deyilgan?;
- Ilon va maymunning mosligi;
- Turgenev, mumu ishini tahlil qilish, reja;
- Vermaxt askarlarining fotosuratlarida SSSR hududining Uchinchi Reyx qo'shinlari tomonidan bosib olinishi;
- Sariq xrizantema bilan tort qutisi;