ДНК - ТҰҚЫМ ҚУАЛАЙТЫН ИНФОРМАЦИЯНЫ АЛЫП

арқылы реттеліп отырады. Бұл ДНК-ның организмнің көбеюіне 
тікелей қатысы бар екенін көрсетеді. Радиоактивті сэулелердің жэне 
кейбір 
химиялық 
заттардың 
организмге 
тигізетін 
мутагендік 
әсерлерінің өзі ең алдымен ДНК-ның өзгеруіне байланысты. 
Мысалы, ДНК препаратына рентген сәулелерімен эсер еткен кезде 
оның молекуласының бұзылатындығы байқалады. Улы химиялық 
қосылыстар — этиленамин, колхицин, никотин қышқылы т.б. 
химиялық мутагендерде ДНК молекуласын өзгерте алады. Мұның өзі 
тұқым қуалаушылықтың ДН К-ға байланысты екендігін көрсетеді.
ДНК-ның 
генетикалық 
ролін 
анықтауда 
бактерия 
трансформациям бойынша жүргізілген тәжірибелердің нәтижесі 
тікелей дэлел бола алады.
Трансформация. 
1928 жылы ағылшын бактериологы Ф. 
Гриффит пневмакок бактериясы клеткасынан басқа клеткалардан 
бөлініп шығатын бір заттың әсерінен тұқым қуалаушылық қасиетінің 
өзгеретіндігін байқады. Пневмакоктардың сыртқы көрінісі мен ауру 
тудырғыш қасиеті жағынан жақсы ажыратылатын екі штаммы бар. 
Оның біреуінің (S - штамм) клеткалары капсуламен қапталған. Ол 
жоғары вирулентті жэне кейбір сүт қоректілерде жүқпалы пневмания 
ауруын тудырады. Басқа штамм (R - штаммы) клеткаларының 
капсуласы жоқ жэне вирулентті емес. Гриффиттің тэжірибелерінде 
вирулентті штамм жіберілген тышқандар өлген. Ал вирулентті емес 
штаммдар жіберілгенде олар тірі қалған. Тіпті алдын - ала қыздыру 
жолымен өлтірілген вирулентті штаммның клеткаларын жібергенде 
де, ауру тудырмаған.
108

Былай алып қарағанда бұл тәжірибе де ешқандай жаңалық 
ашылмаған тәрізді. Бірақ тышқандардың төртінші тобына вирулентті 
емес жэне вирулентті болғанымен қыздыру жолымен өлтірілген 
клеткаларының қоспасын жібергенде, мүлдем күтпеген жағдай 
байқалған. Бүл тышқандар бірінші топтағы вирулентті штамм 
берілген тышқандар сияқты жұқпалы пневманиямен ауырып, өліп 
қалған. 
Мұндай ауру тышқандардың денесінен пневмакоктың 
капсуласы бар вирулентті клеткалары табылған. Ондай болса, 
вирулентті 
емес, 
қыздыру 
жолымен 
өлтірілген 
вирулентті 
клеткалардың әрекеттесуі нэтижесінде соңғысының сыртқы белгілері 
мен 
қасиеттері 
қайта 
қалпына 
келген. 
Мұндай 
қүбылысты 
трансформация дейді, яғни бір клетканың ерекшеліктері екіншісіне 
беріледі. Бұл жағдайда трансформация басқа бір белоксыз заттың 
әсерінен жүрген, себебі донор клетканың алдын ала өлтірілгені 
белгілі.
30-жылдардың 
бас 
кезінде 
бірқатар 
тэжірибелер 
трансформацияны организмнен тыс (invitro) тура пробирканың ішінде 
жүргізуге болатындығын көрсетті. Сол тәжірибелердің бірінде 
пневмакоктың 
капсулалы 
клеткаларын 
талқандап, 
капсуласыз 
клеткалармен 
араластырған. 
Біраз 
уақыттан 
соң 
капсуласыз 
клеткалардың бір бөлігі капсулаларға айналып, вирулентті қасиетке 
ие болған.
Сонда бактерияның бір түрінен екіншісіне клеткада белгілі бір 
химиялық процесті катализдейтін қайсыбір белок 
ферментті түзу 
қабілеті 
берілді. 
Сөйтіп, 
трансформация 
қүбылысы 
бойынша 
жүргізілген әртүрлі тәжірибелерден 
қайсыбір 
заттың әсерінен
109

бактериялардағы тұқым қуалайтын қасиеттің белгілі бір бағытта 
өзгеріп отыратындығы анықталды.
Бактерия клеткаларында трансформация тудыратын бұл қандай 
зат деген сұрақтың жауабы 1944 жылы американдық микробиолог О. 
Эверидің 
басқаруымен 
жүргізілген 
зерттеулердің 
нэтижесінде 
берілді. 
Бактерияның 
капсулалы 
клеткаларының 
талқандалған 
өнімдерін олар әртүрлі химиялық компоненттерге бөлді, сөйтіп 
олардың әрқайсысьшың трансформация тудыру қабілеті тексерілді. 
Химиялық эдістердің көмегімен трансформация тудыру қарқыны ец 
жоғары зат ДНК екендігі анықталды. Эверидің лабораториясында 
бактерия капсуласының тағы да бір тұқым қуалайтын белгілерінің 
трансформациялануы бойынша жүргізілген мүндай тэжірибелер 
бірнеше рет қайталанып 
жоғарыда, 
айтылған 
нәтиже толық 
дәлелденді.
Бактериялық 
трансформация 
жолымен 
пробирка 
ішінде 
стрептомицинге төзімсіз пневмокок клеткалары оған төзімді түріне 
айналдырылған. Бүл микроорганизмдердің екі түрлі штаммы бар. 
олардың біреуі стрептомицин бар ортада өліп қалады, ал екіншісі 
қалыпты өсіп, дамиды.
Стрептомицинге 
төзімді 
пневмококтардың 
клеткаларын 
пробиркада езіп, одан ДНК бөлініп алынган. Осылайша тазартылып 
алынған ДНК-ны қоректік ортага апарып қосқанда, онда өсіп жатқан 
стрептомицинге төзімсіз пневмококтардың кейбіреулері 
тұқым 
қуалайтын, осы антибиотикке төзімділік қасиетке ие болған. Сөйтіп 
бүл жағдайда да бактерия қасиетінің ДНК арқылы өзгеріп отырғанын 
көреміз. Эверидің осы ашқан жаңалығының генетиканың эрі қарай
no

дамуында үлкен маңызы болды. ДНК - ның клеткадағы тұқым 
қуалаушылық 
қасиетке 
байланысы 
бар 
екендігін 
анықтау 
организмнің тұқым қуалаушылығы мен өзгергіштігін молекулалык 
деңгейде зерттеудің бастамасы болды.
Д Н К және вирустар. Вирустар - өсімдік, жануар жэне бактерия 
клеткаларының ішінде болатын паразиттер. Бактерияны зақымдайтын 
вирусты бактериофаг немесе жэй фаг деп атайды. Вирустар сыртынан 
белокты қабықша қаптаған нуклеин қышқылы молекуласынан 
тұрады. Химиялық тұргыдан алып қарағанда олар нуклеопротеидтер 
болып есептеледі. Бір вирустың құрамында ДНК болса, екіншілері 
тек РНК-дан тұрады. Соңғы кезде ДНК мен РНК-ның қосындысынан 
тұратын вирустар да табылды.
Нуклеин 
қышқылдарының 
қасиеттерін 
жэне 
тұқым 
қуалаушылықтың заңдылықтарын молекулалық деңгейде зерттеу 
үшін пішен таяқшасында болатын Т 2 фагы мен темекі мозайкасының 
вирусы (ТМВ) көп қолданылады. Өте үлкейтіп қарағанда алты қырлы 
бас бөлімі мен жіпше тәрізді қүйрығы анық көрінеді. Бас бөлімінің 
ішінде тығыз спиральга оралған ДНК жіпшесі болады.
Бактерияға шабуыл жасағанда фаг оған құйрығымен барып 
қонады. Содан барып бактерия клеткасына өзінің ДНК-сын бүркеді. 
Фагтың ДНК - сы клетканың ішіне өткен соң оның қалыпты қызметін 
бүзады, содан соң клеткадағы ДНК ыдырап, соның салдарынан 
ондағы белоктың синтезі тоқтайды. Ондай клеткадағы бүкіл 
биохимиялық аппараттың бақылануы вирустық ДНК-ға ауысады, ал 
ол 
жаңа 
вирустарды 
репродукциялау 
үшін 
қажетті 
белок 
молекулаларын өндіруге кіріседі. Вирус ДНК-сы өзі сияқты
ill

құрылымдарды өте жоғары жылдамдықпен жасап шығарады. Сөйтіп 
шамамен 20 минутта жүздеген жаңа пісіп-жетілген фагтер пайда 
болады. Олар клетканы әбден толтырғаннан кейін, оның қабығы 
жарылып, ішіндегі фагтер сыртқа шығады да, басқа бактерия 
клеткаларын зақымдауға эзірленеді.
ДНК-ның генетикалық ролін америка оқымыстылары А.Херши 
мен М.Чеиз Т 2 фагтың көбеюін зерттеу барысында изотоппен 
таңбалау әдісін қолдану арқылы дәл анықтап берді. Фагтың белогы 
радиоактивті күкіртпен (35S), ал ДНК радиоактивті фосформен (32Р) 
таңбаланды.
Фагтың 
осындай 
препараты 
бактерия 
клеткасының 
суспензиясымен 
ауыстырылды. Содан соң фагтың үрпағында 
арнаулы есептегіштердің көмегімен таңбаның таралуы қадағаланды. 
Нэтижесінде жаңа түзілген фаг бөлшектерінің құрамынан тек қана 
ДНК таңбаланған радиоактивті фосфор табылды. Сонда бастапқы 
ата-аналық фагтың таңбалы белогының ұрпағына берілмегендігі 
анықталды.
Темекі мозайкасы вирусының құрылысы қарапайым. Оның 
пішіні таяқша тэрізді, денесінің 
сырты белок молекулаларымен 
қапталған РНК-дан түрады. Бүл вирустың РНК-сы басқа вирустар 
мен фагтардағы ДНК-ның ролін атқарады. Егер осы вирустың РН К - 
сын белокты қапшығынан бөліп алып, өсімдік клеткасына жіберсе ол 
зақымдалып, көптеген жаңа фагтер пайда болады. Мүиы Г Френкель- 
Конрат тәжірибе жүзінде дэлелдеп көрсетті. Фаг бөлшектерінің 
суспензиясын фенолдың судағы ерітіндісімен шайқау жолымен 
вирустың ДНК-сы оның белогынан ажыратылып алынды. Содан соң
112

әрқайсымен жеке 
жеке темекі жапырағына эсер етілді. Сонда 
белокты бөлігінің жапырақты зақымдай алмайтындығы, ал РНК 
жіберілген жапырақтың ауруға шалдығатындығы байқалды.
Сонымен 
Т
2
фагы 
жэне 
темекі 
мозайкасы 
вирусымен 
жүргізілген тәжірибелердің нэтижесінде зақымдалған бөлшек пен 
оның ұрпағының арасындағы материалдық жалғастықтың тек қана 
бактерия не өсімдік клеткасына өтетін ДНК немесе РНК арқылы 
жүзеге асатындығы дәлелденді.
Т рансдукция. Фаг бактерияны зақымдағанмен оны жоя 
бермейді. Кейде вирустық инфекция процесі басқаша жүреді. Фагтың 
ДН К-сы клеткаға өткен соң бактерия хромосомасына барып бекіп, 
профаг түзеді. Оның бактерия хромосомасымен қоса бөлінуі және 
белгілі бір тұрақты сыртқы орта жағдайларында үзақ уақыт бойы 
үрпақтан ұрпаққа берілуі мүмкін. Бірақ қолайлы орта өзгерсе, фаг 
бөлшектері репродукцияланып, соның салдарынан клетка тіршілігін 
жояды. 1952 жылы К.Циндер мен Дж.Ледерберг фаг бөлшектері 
көбеюі кезінде бактерия клеткасы хромосомасының кішкентай 
бөлшегін бөліп алып, сол арқылы гендерді бір клеткадан екінші 
клеткаға тасымалдайтынын анықтады. Генетикалық материалдың 
осылайша фаг арқылы бір клеткадан екінші клеткаға берілуін 
трансдукция деп атайды. Фаг басқа бір бактерия клеткасына бекіп 
алып, оған өзінің ДНК-сымен бірге алдында өзі қосып алған 
хромосома бөлшегін де де бүркеді. Мұндай бөлшек клеткаға өткен 
соң кроссинговердің нәтижесінде бактерия хромосомасына барып 
қосылады. Егер фаг бактерияның бір штаммында өсіп-жетіліп, содан
113

соң басқа штамға трансдукцияланса, соңғысының генотипі өзгеруі 
мүмкін.
Сөйтіп, трансдукция жолымен жүргізілген тәжірибелер арқылы 
ДНК-ның тұқым қуалаушылықтағы атқаратын ролі анықтала түсті. 
Трансдукция хромосоманың құрылымын, геннің нәзік құрылысын 
зерттеу 
үшін 
жэне 
гендік 
инженрия 
бойынша 
жүргізілетін 
тэжірибелерде кеңінен қолданылады.
Сонымен, жоғарыда келтірілген зерттеулердің қорытындысы 
ДНК организмнің түқым қуалағыш қасиетін сақтайтын химиялық зат 
екендігін, яғни организмдегі түқым қуалайтын информация Д Н К - 
молекуласында болатындығын көрсетеді.

жүктеу/скачать 8,63 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: