Ж 7такырып: Эукариоттар геномының құрылысы(3 са
1 тапсырма. Эукариоттар геномының құрылысын менгеру
Сегізінші апта
ырыбы.
ДНҚ репликациясы. Репликацияны
тары:
Репликацияның молекулярлық механизмі. Т
рөлі. Генетикалық аппаратты іске қосу. Репликация бастамасы
рылымы. Прокариоттардың ДНҚ-полимеразасыны
ң ДНҚ-полимеразасының жіктелуі жəне қызметі. ДН
инициациясы. Эукариоты хромосоманың репликациясы.
ң құралдар:
проектор, слайдтар
Кез келген клетка бөлінер алдында оның ДНҚ молекуласы екі еселенеді ж
қ клеткалары алғашқы аналықклеткадағыдай ДН
Олайболса, бөлінетін клетканың ДНҚ-сы дəл өзіне
алай жасайды? 1940 жылы Л. Полинг пен М. Дельбрюк ген (ДН
алыбы секілді, ол қалыпқа саз балшық құйып, оның
алып етіп пайдаланған алғашқы форманы қайтадан жасау
ни, бұл геннің алғашқы құрылымына комплементарлы ДН
рылымы жасалады, одан алғашқы құрылымға сəйкес ДНҚ пайда болады деген с
бір тізбегін бір бейне десек, оған комплементарлы екінші т
кері бейнесі болып табылады. Демек, Уотсонмен Крик к
немесе репликациясының жүру жолы шын мəнінде Полинг пен Дельбрюкті
айталау десе де болғандай.
мынадай жолмен екі еселенеді. Алғаш спиральды
ктеден бастап ажырай бастайды. Сонан кейін бір-бірінен алша
бойына, оларға сəйкес жаңа тізбек синтезделіп, жа
анекі тізбекпен өзінің азоттық негіздері арқылы байланысып, оны
а спираль құрай бастайды. Сөйтіп алғашқы ДНҚ
анда, екі жаңа спираль да жасалып бітеді. Алғашқы ДН
ы екінші ескі тізбегіне толық ұқсас болады
л процесті де клеткадағы ферменттер жүргізеді. ДН
арсы екені белгілі. Жұмысына өте мұқият ферменттер жа
—
>3'
бағытында ғана жасайды. Олай болса, ферменттер ажыра
бойымен жаңа тізбекті жоғарыдан төмен
ғары қарай синтездейді. Ең қызығы жа
рылысы(3 сағат).
репликациясы. Репликацияның молекулярлық
механизмі. Тұқым
осу. Репликация бастамасы
полимеразасының құрылысы мен
ызметі. ДНҚ-ның жаңа
репликациясы.
молекуласы екі еселенеді жəне
ыдай ДНҚ молекуласына
зіне ұқсас тағы бір ДНҚ
алай жасайды? 1940 жылы Л. Полинг пен М. Дельбрюк ген (ДНҚ) өзінше
ң формасын алуға, содан
айтадан жасауға болады
рылымына комплементарлы ДНҚ
пайда болады деген сөз.
ан комплементарлы екінші тізбек
кері бейнесі болып табылады. Демек, Уотсонмен Крик көрсеткен ДНҚ-ның
нінде Полинг пен Дельбрюктің
аш спиральдың екі тізбегі бір
бірінен алшақтап ажыраған əрбір
а тізбек синтезделіп, жаңа тізбек жасалу
ылы байланысып, онымен
Қ-ның екі тізбегі толық
ы ДНҚ тізбегі ажырамай
ргізеді. ДНҚ тізбектерінің
ият ферменттер жаңа тізбекті
ана жасайды. Олай болса, ферменттер ажыраған
мен қарай, ал екіншісінің
жаңа тізбектер үздіксіз
жасалмайды, ескі тізбектің бойында бірінен кейін бірі шағын ДНҚ фрагменттеріпайда
болып отырады. Ондай фрагменттердің ұзындығы қарапайым бактерияларда
200нуклеотидтентұрса, күрделі организмдерде ол 2000-ғажуық. Осындай фрагменттерді
алғаш байқаған жапон ғалымы Р. Оказаки, сондықтан оларды оказаки фрагменттері деп
атайды.
1953 жылы Дж. Уотсон жəне Ф. Крик ұсынған ДНҚ құрылымының үлгісі (моделі)
генетикалық хабардың кодын (шартты қысқарту), мутациялық өзгергіштіктің жəне
гендердің көшірмесінің (ДНҚ молекуласының бөліктері) алынуын түсінуге мүмкіншілік
берді. 1957 жылы М. Мезельсон мен Ф. Сталь, Дж. Уотсон жəне Ф. Криктің бактериялық
клеткадағы ДНҚ-ның жартылай консервативті түрде екі еселенуі (репликация) жөніндегі
көзқарасын дəлелдеді.
Ал Г. Стент ДНҚ-ның екі еселенуінің үш түрін ұсынды: 1) консервативтік (лат.
"консервативус" - сақтаушы, негізгі қалпын сақтау) еселенуде ұрпақтың ДНҚ-ларда
аналық ДНҚ-ның материалы болмайды; 2) жартылай консервативтік түрінде ДНҚ-ның
жаңа молекуласының бір тізбегі аналық ДНҚ-дан болса, екіншісі - жаңадан құрылған
тізбек; 3) дисперсиялық (лат. "дисперсис" - шашырау, бытыраңқы) түрінде аналық ДНҚ-
ның материалы кездейсоқ шашырап жаңа ДНҚ молекуласында орын алады.
М. Мезельсон мен Ф. Стальдың зерттеулері осы үшеуінің ішінен ДНҚ-ның
жартылай консервативті екі еселену түрін таңдап алуға көмектесті. ДНҚ екі еселенуінің
жартылай консервативті жолмен жүруін дəлелдеу Дж. Уотсон мен Ф. Криктің жасаған
ДНҚ молекуласының үлгісінің дұрыстығының айғағы болды. Сонымен, ДНҚ-ның
еселенуі оның тізбектерінің ажырауынан басталады дедік. Ол тізбектерді геликаза (хеликс
- спираль) - дезоксирибонуклеаза ферменттері - ДНҚ молекуласының бойымен екі бағытта
жоғары жəне төмен ажыратады. Нуклеотидтер жұптарымен ДНҚ-ның шиыршықты
тізбегінің арасындағы сутегінің байланыстары молекуланың бір жақ шетінде бірте-бірте
үзіле бастайды жəне (ДНҚ) тізбектердің екеуі де бірінен бірі босай отырып, жазылады.
Осылайша жазылған тізбек, өзініңқосылыстарын оське тік "қоя" отырып,
дезоксирибоза жəне фосфор қышқылының қалдықтары арасында байланыстар арқылы
ұсталып тұрады. Қоршаған ортадан клеткада жинақталған бос нуклеотидтер бар, олар
ДНҚ-ның жазылған тізбегінің бос қосылыстарымен реакцияға түсе алады. Бірақ əр
қосылысқа бір жұп, "толықтыра түсетін" нуклеотид қана жуықтап, жалғаса алады. Бұл
жазылған тізбекке басқа, ДНҚ-ның жетіспейтін тізбегі жалғаса бастайды деген сөз. Осы
процестердің нəтижесінде ДНҚ-ның екі молекуласы пайда болады. Олардың
əрқайсысында қайтадан жинақталған молекуламен толықтырылған аналық молекуланың
жартысы болады. Сонымен туынды молекулалар ДНҚ-ның аналық молекуласына
мейлінше ұқсас келеді. Мұнда генетикалық материалдың құрамы да сақталады.
Тізбектердің ажырауы мен қосылуы ферменттердің ықпалымен жүреді. Ажыраған
тізбектерде оказаки фрагменттері жасала бастайды. Əр фрагмент он шақты нуклеотидтен
тұратын РНҚ тізбегінен басталады. ДНҚ тізбегінің бойымен РНҚ түріндегі
Тізбекті бастаған РНҚ бөлшегінен ары қарай "ДНҚ - полимераза-3" деген фермент
ажыраған ДНҚ бөлігіне сəйкес етіп оказаки фрагменттерін синтездейді. Содан кейін басқа
"ДНҚ - полимераза - 1" ферменті фрагменттердің бастаушысы болған əлгі РНҚ тізбегін
ыдыратып жібереді. Енді кезек "ДНҚ - лигаза" деген ферментке келеді. Ол оказаки
фрагменттерінің арасын ескі ажыраған тізбекке сəйкес етіп иуклеотидтермен толтырады.
Ең соңында "ДНҚ полимераза-2" ферменті көптеген ферменттердің бірігуінен пайда
болған жаңа тізбектің нуклеотидтерінің ескі тізбегімен сəйкес келетіндігін тексерді. Егер
кандай да бір нуклеотид өз орнында тұрмаса соңғы аталған фермент оны кесіп алып
тастап, оның орнына тиісті нуклеотидті қояды.
Осындай əр түрлі қызмет атқаратын ферменттердің үйлесімді жұмыс жасауы
тұқымдық белгінің ДНҚ арқылы ұрпақтарға дұрыс өсірілуін қамтамасыз етеді. Міне,
геннің еселенуі немесе репликация дегеніміз осы.
|