Бөж тақырып: Дамудың молекулалық биологиясындағы реттеу мәселелері Орындаған: Мамедова б тобы: жби-212 Қабылдаған: Қалиева н дамудың молекулалық биологиясындағы реттеу мәселелері Жоспар
жүктеу/скачать 32,21 Kb.
|
молекулалық биология
- Бұл бет үшін навигация:
- Дамудың молекулалық биологиясындағы реттеу мәселелері Жоспар
- Пайдаланылған әдебиеттер
|
Қ.А Ясауи атындағы Халықаралық қазақ- түрік университеті БӨЖ Тақырып: Дамудың молекулалық биологиясындағы реттеу мәселелері Орындаған:Мамедова Б
Молекулалық биология — тіршілікті молекулалық деңгейде зерттейтін кешенді биология ғылымының маңызды саласының бірі. Молекулалық биология ғылымының негізгі зерттеу объекттері — жасушаның ақпараттық макромолекулалары-ақуыз және нуклеин қышқылдары болып саналады. Ол ақпараттық макромолекулалардың құрылысын, қызметтерін, таралуын зерттейді. Қазіргі таңда молекулалық биология жедел дамып келе жатқан ғылым ретінде теориялық және қолданбалы биология, генетика, медицина, ауылшаруашылығы т.б. ғылымдардың дамуында маңызды рөл атқарады. XXI ғасырды молекулалық биология ғасыры деп атауда. Молекулалық биология ғылымы бірнеше бөлімдерге бөлінеді: геномика — тұқым қуалаушылықтың материалдық негіздері-ДНҚ, РНҚ молекулаларының құрылыстарын, қызметтерін зерттейді; протеомика — жасуша ақуыздарьшың құрылысын, қызметгерін зертгейтін бөлім. Геномика ғылымының негізгі міндеті мен мақсаты — адам және басқа да тірі ағзалардың геномдарының құрылысын, қызмет ету тетіктерін зерттеп, анықтап, анықталған деректерді, білімдерді адам өмірінің сапасын жақсартуға пайдалану болып табылады.Молекулалық биология ғылымының дербес ғылым ретінде қалыптасуы 1953 жылдан кейін басталды, себебі осы жылы Ф.Крик және Дж. Уотсон дезоксирибонуклеотид қышқылының (ДНҚ) қос ширатпалы құрылысын анықтап, оның моделін құрастырған. Соңғы 50-55 жыл ішінде молекулалық биология ғылымы тіршіліктің сырларын зерттеуде көптеген маңызды жетістіктерге қол жеткізді. XX ғасырдың 40-50 жылдары ғалымдардың зерттеулері нәтижесінде тұқым қуалаушылықтың материалдық негізі нуклеин қышқылдары екендігі белгілі болды (О.Эйвери, К.Мак Леод, М.Мак Карти; Н.Циндер, Д.Ледерберг; Х.Френкель-Конрат т.б.) 1954 жылы американ ғалымы Г.Гамов тұқым қуалаушылық ақпарат ДНҚ молекуласында генетикалық код күйінде жазылған, генетикалық ход 3 нуклеотидтен түруы мүмкін деген болжам жасады. Ал, 1961-1964 жылдары Ф.Крик, Х.Корана, М.Ниренберг, С.Очао т.б. ғалымдардың еңбектері нәтижесінде генетикалық кодтың толық сөздігі анықталды. 1961 жылы француз ғалымдары Ф.Жакоб және Ж.Моно прокариотгар гендерінің экспрессиялануының оперондық гипотезасын үсынды. Кейінірек гендердің экспрессиялану тетіктері (механизмі) прокариоттарда да, эукариоттарда да бірдей жоба күйінде болатындығы белгілі болды (Г.П.Георгиев). 2001-2003 жылдары «Адам геномы» атты халықаралық ғылыми бағдарлама толық аяқталып, 2001 жылдан кейін адамзат постгеномдық дәуірге аяқ басты. Молекулалық биологияның дамуына көптеген орыс және қазақ ғалымдары ат салысты, олардың арасынан ААБаев, А.Н.Белозерский, А.С.Спирин, ВАЭнгельгард, А.П.Георгаев, ТДарханбаев, МААйтхожин, Х.Жуматов т.б. есімдерді атауға болады. Молекулалық биология өз алдына дербес ғылым ретінде XX -ғасырдың 40 — 50 жылдары бөлініп шықты. Ол әртүрлі ғылымдардың (биология, химия, физика т.с.с.) түйісуінің нәтижесінде пайда болды, сондықган да молекулалық биологая аталған және баскд да ғылымдардың жетістіктерін, зерттеу әдістерін кеңінен пайдаланып талдау жасайды. Молекулалық биология тіршілікті молекулалық деңгейде зерттейтін биологияның ең маңызды салаларының бірі. Ол биологиялық макромолекулалар — нуклеин қышқылдары мен белоктардың құрылысын, қызметін зерттейді. Цитогенетикалық әдіс — микроскоп арқылы хромосомаларды зерттеуден басталады. Бұл әдіс арқылы: 1) ағзалардың кариотипін анықтайды; 2) хромосома санын анықтайды; 3) хромосомалардың морфологиясын зерттеп, олардың кұрылысында өзгерістер бар-жоғын анықтайды, яғни хромосомалық ауруларды анықтайды; 4) хромосомалардың генетикалық карталарын жасау үшін пайдаланады-ол үшін хромосомаларды тандамалы бояйды; 5) геномдық не хромосомалық мутацияларды, олардың жиілігін, анықтау үщін пайдаланады. Соматикалық жасушалар генетикасы әдісі. Жасушаларды ағзадан тыс, жасанды қоректік орталарда өсіреді. Оларды өсіру кезінде қажет болған, немесе зерттеушінің көзіне түскен ереюде жасушаны бөліп алып клондайды, яғни көбейтеді және сол жасушалар тобын алып зерттейді. Ол жасушаларды әрі қарай сұрыптап будандастырады.Бұл әдіс нәтижесінде: 1) гендердің тіркесуін және олардың хромосома бойында орналасу орнын анықтайды; 2) кейбір гендердің активтігінің нәтижесі ретінде синтезделінетін олардың нақтылы өнімдерін зерттейді; 3) гендердің әрекеттесуін және олардың активтілігінің реттелу механизмдерін анықтайды; 4) гендік мутацияларды зерттеу үшін қолданады. Осы әдісті пайдаланып медицина практикасында әлі туылмаған баланың жынысын, 60 жуық тұқым қуалайтын ауруларын анықтауға болады. Ол үшін жатырдан сұйықтық алып ондағы ұрық жасушаларын өсіріп зерттейді (амниоцентез).6) Биохимиялық әдістер — ферменттік жүйелердің белсенділігін зерттеу арқылы жүргізіледі. Олар зат алмасу ауруларының себебі-гендік мутацияларды анықгауға, сол сияқгы биохимиялық тесттер арқылы патологиялық гендердің гетерозиготалы тасымалдаушыларын да анықтауға мүмкіндік береді. Ол үшін зерттелуші адамдардың қанына (венасына) белгілі бір аминқышқылының (мысалы фенилалениннің) бірідама мөлшерін енгізеді де мезгіл мезгіл оның кандағы концентрациясын анықтайды. Даму эмбриологиясының бірінші кезеңі барлык зерттеулердің нәтижесін жинактап дамушы организмде болып жаткан морфологиялық өзгерістерге сипаттама беру болып табылады. Бастапкы кезде эмбриогенездің эртүрлі кезеңдеріндегі ұрыктың жалпы құрылысын зерттесе, сонынан зерттеушілер негізінен даму процесі кезінде ішкі мүшелердің бастамалары мен назік құрылымдарының калыптасуына көніл аудара бастады. Айта кету керек, классикалық сипаттамалы эмбриология бұл күндері де казіргі заманғы әдістер- электрондык микроскопты колдану мен дамып келе жаткан ұрыктын беліктерін белгілеу әдістері-аркасында өзінің маңызын жойган жоқ. ХІХ-ғасырдың ортасында Ч.Дарвин еңбегі жарық көргеннен кейін биологтардын органикалық дүние эволюциясының проблемаларына деген қызығушылығы бірден артты. Осыған сәйкес осы кезенде эмбриология ғылымында салыстырмалы және эволюциялық бағыттағы зерттеулер алдыңғы қатарға қойылды. Жеке организмнің дамуы-жануарлардың тарихи калыптасу барысын бейнелеп көрсететін тұтас ұғым қалыптасты. Алғашқы салыстырмалы зерттеулер онай кол жететін теңіз омырткасыздарына жасалынды. Зерттеу техникасының ілгері жылжуының арқасында жануарлардың баска да топтарынын эмбриогенезіне салыстырмалы зерттеулер жүргізіле бастады. Қазіргі кезде де салыстырмалы эмбриология озекті болып отыр, себебі, адам эмбриогенезінің негізіне жататын көптеген нәзік механизмдерді жақсы түсінуге алынған мәліметтер көп көмегін тигізуде. Бұдан басқа эртүрлі түрдің эмбриогенезін зерттеу тәжірибені тексеру кезінде осы модельдік жүйені және баска да эмбриологиялық гипотезалар мен болжамдарды таңдауға мүмкіндік береді. Жануарлар организмінің ұрықтық дамуы туралы мәліметтердің біртіндеп жинақталуы эмбриологияда зерттеудің эксперименттік әдістерін қолдану үшін негіз болды. Егер сипаттамалы эмбриология ұрыктык даму процестерінің кандай жолмен және кандай жүйелілік арқылы өтетінін түсіндірсе, ал эксперименттік эмбриология даму кезіндегі ұрықтың бөліктері мен әртүрлі процестер арасындагы өзара байланыстың себептерін анықтауды мақсат етіп қояды. Тәжірибелік эмбриологияның негізін салушылардың бірі Вильгельм Ру оны бекерге "даму механикасы" деп атамаган. Ұрықтың дамуындагы табигаты физико-химиялық әртүрлі ішкі және сырткы факторларының рөлі әсіресе осы кезде каркынды зерттелуде. ХХ-ғасырдын бірінші жартысында дамуды анықтайтын көптеген процестердін ішіндегі маңыздылары молекулярлы-генетикалық деңгейде өтетіні туралы толық түсініктер калыптасты. Бұл даму процестерінің негізіне терең механизмдерді анықтауға мүмкіндік беретін эмбриогенездегі биохимиялык жэнс молекулярлы биологиялык зерттеулерге үлкен қызығушылық тудырды. Сондыктан, казіргі кездегі экспериментті даму биологиясының жоғарыда айтылған біркатар дәстүрлі маңызды әдістерімен катар мыналарды атап көрсетуге болады Микрохирургия. Бұл әдіс бірқатар тэсілдерден тұрады, онын ішіндегі ең маңыздысы трансплантация (көшіріп отыргызу) болып табылады, ол арнайы құрал-манипулятордын көмегімен немесе колмен арнайы жасақталған микроскоп астында ұрықтағы мүше бастамаларын өзінің "табиги" орнынан баска бөлігіне көшіріп отырғызу. Трансплантация аркылы тәжірибе жасаудын максаты-операция кезінде мүше бастамасынан пайда болатын калыпты мүшенің бағытында өздігінше даму үшін кажетті мәлімет бар ма немесе осындай даму үшін айналасындағы құрылымдардан "сигнал" кажет етеді ме, сонымен қатар онын озі баска бастамалар үшін осындай "сигнал" көзі болып табылады ма? деген сұрақтарды аныктау. Мүше бастамаларынан баска бір клетканын оқшауланған ядросын екінші клеткага трансплантациялауға да болады. Ал кей жагдайда филогенетикалык алыс түрлердің арасында да мүшелер мен ұлпалар бастамаларын трансплантация жасауга болады. Тритон ұрығынан алынып бака ұрыгына салынған трансплантаттарды бекітуге де кол жетті. Мағынасы жағынан трансплантацияға жакын әдістің бірі in vitro жагдайындағы эксплантация жасау (эмбрионнан бастаманы шыны ыдыстағы стерильді сәйкес келетін ортага отыргызу) болып табылады. Сондай ақ, бұл ұлпалардың немесе мүшелердің культурасындагы эмбрион организмінің эсерінен оқшауланған кандай кұрылымдар бастаманы калыптастыруга кабілетті екенін түсіндіруге мүмкіндік береді. In vitro эксплантациясымен бірге мүше бастамаларын дамып келе жаткан тауық эмбрионының хориоаллантоисына немесе, кажетті трофикалық жағдайы бар және иммундық жауабы элсіреген. сүткоректілердін көзінің алдыңғы камерасына да отыргызуға болады. Микрохирургияның бағалы әдістерінің бірі тұқым қуалау қасиеті әртүрлі (мысалы, түрлері, рені мен жыныстары эртүрлі) екі немесе одан да көп ұрықтарды біріктіру эдісі аркылы "химер" алу болып табылады. Ол үшін әртүрлі генотипті клеткалары бар калыпты анатомиялык құрылысты химерлі қозы-лақ дамығанға дейінгі дұрыс қалыптаскан бір организмді алу үшін осы әдісті пайдаланады. Бірак бұған 3 түрлі ұлпалардын: 1) бір генотиптің клеткаларының, 2) екінші генотиптің клеткаларынын, 3) екі генотиптің клеткаларының қосындысының бөлімдері қатысады. Белгілерді кандай ұлпа аныктайтынын, яғни жынысты, жыныс клеткаларының езі аныктайды ма, әлде гонаданың "көмекші" клеткалары аркылы анықталады- деген сұраққа химер әдісі арқылы жауап беруге болады. Даму генетикасынын классикалык әдістері. Жалғыз геннің мутациясы мүшенің құрылысын радикалды өзгертуге қабілетті деген акикатка байланысты ген морфологиялық белгілерді анықтайды деген көзқарас қалыптасты. Даму биологиясының шенберінде ген мен белгілер арасындагы байланыстын меха низмін талдауды кажет етеді. Эмбриологтарды бірінші кезекте ген кашан және кайда эсер етеді, яғни қай ұлпаның клеткаларында және дамудың кандай саты сында гендердің белсенділігі артады деген сұрақтар кызыктырды. Егер ген мута- циясы ересек организмде жүрсе, мысалы аяк-колдын кыска болуы, калыпты және мутантты эмбриондардың арасындағы аяк-кол бастамаларының пішін дерінің арасындағы айырмашылықтар байқала бастаған эмбриогенез кезеңінде гендердің жұмысын бастаған уақытын білуге болады. Геннің әсері қай ұлпада байкалатынын білу үшін, трансплантация әдісінің көмегі арқылы эртүрлі ұлпалар мен мүшелерді мутантты особьтармен калыпты организмге ауыстыра отырып, мутантты және калыпты генотиптің ұлпаларынын кандай комбинацияларында мутантты және қалыпты фенотип калыптасатынын анықтауға болады. Мысалы, көз бұршағы жоқ мутантты фенотиптің болуы ол көздін тор кабаты бастамасынын клеткаларынан емес (көз бұршағы даму үшін эктодерма клеткалары керек), дамып келе жатқан көздің үстіндегі эктодерма клеткасындағы генінің кемістігіне байланысты. Мутантты генотипті тор қабық пен калыпты генотипті эктодерманың араласуы көз бұршағының дамуына кедергі келтірмеді, ал кері комбинацияда (мутантты генді эктодерма және калыпты генді көздің тор қабығы) көз бұршағы дамымайды. Ген қандай жолмен морфологиялық белгілерді анықтайды деген сұраққа толық жауап беру қиынырақ. Кейде дамудың белгілі кезенінде және белгілі ұлпадағы клеткалар бөлінуінің уақытша төмендеуі себеп болады. Бірақ толык жауап беру молекулярлы-генетикалық зерттеулерді талап етеді. Гендік инженерия. Даму биологиясында кен қолданылатын манызды генді-инженерлік эдістердін бірі "токтату" ("нокаут") әдісі болып табылады. Бұл эмбрионда немесе оның бөліктерінде кандай да бір геннің экспрессиясы кезінде немесе осы экспрессияның осындай эмбрионның белгілі бір бөлігінде косылуы, ал бұл калышты жағдайда жүрмейді ("эктопиялык экспрессия"). Бірін-бірі толыктыратын екі амал да осы немесе баска морфогенездегі геннің нақты рөлін, белок кызметін, кодталатын геннін, соның ішінде кодталудагы оның рөлін, позициялык акпараттын берілуі мен кодсыз таралуын аныктауға мүмкіндік береді. "Нокаут" әдісінің техникасы айтарлықтай қолайсыз және киын, бірак алдыға қойған міндеттерді шешу үшін тиімді. Оның мәні эмбриондағы нокаутқа жататын. ген қондырылған, вирустық вектор қосылган генетикалык конструкцияны молекулярлы генетикалық әдіспен құруға арналған. Мысалы, оны рестриктаза ферменті аркылы кесіп алып, кесілген жерге неомицин антибиотигіне төзімді бактериалдық генді қондырса, бұл ген алдын-ала мутацияга ұшыратады. Осындай векторлар ерітіндісін ерте (жас) эмбрионның бағана клеткаларының жасанды ортасына құяды және электр разряды көмегімен немесе басқа да тәсілдермен генетикалык конструкцияны клетка ядросына енгізеді. Сирек жағдайларда репарация процесі кезінде мутантты генге енгізілген кездейсоқ зақымданған ДНК хромосомасы қалыпты геннің орнына, ДНК хромосомасына, орналасуы мүмкін, ол хромосоманын неомицинге ген мен тұрақтылығын береді. Көптеген бағаналы клеткаларда орныккан неомицинмен жасанды ортада өңдеуге ұшыраған. хромосомада вектор косылмаған клетка өлтіргіштер тек қана мутантты ген қосылған клеткалардың көбеюіне мүмкіндік береді. Пайдаланылған әдебиеттер 1.Б. Амантайқызы, А. Ж. Ерденбаев, К. О. Олжабаев Жас ерекшелік физиологиясы және мектепгигиенасы. Оқу құралы Алматы TechSmith, 2022 2. Ә. Н. Халила. А Н Адильбекова, А. Т. Бердибекова, Б. Н. Қалшораева Жасөспірімдер физиологиясы гигиенасы. Оқу құралы. [Текст]/ Шымкент ОКМПИ, 2014. 3. Ерназаров. А. Тәнтану (Адам анатомиясы) Окулык Астана: Фолиант, 2015. жүктеу/скачать 32,21 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|