Группа: Стом 103А Қабылдаған: Тулегенова Г. У
жүктеу/скачать 18,96 Kb.
|
|
Баяндама Нуклеин Қышқылдары жасаған:Сагидулла Бауыржан Группа:Стом 103А Қабылдаған:Тулегенова Г.У Нуклеин қышқылдары тірі жасушада генетикалық ақпаратты сақтайтын және тасымалдайтын ең маңызды биополимерлер болып табылады. Нуклеин қышқылдарының екі түрі бар - дезоксирибонуклеин қышқылдары (ДНҚ) және рибонуклеин қышқылдары (РНҚ). ДНҚ көптеген организмдердің генетикалық материалы болып табылады. Прокариоттық жасушаларда негізгіден басқа хромосомалық ДНҚ, хромосомадан тыс ДНҚ – плазмидалар жиі кездеседі. Эукариоттық жасушаларда ДНҚ-ның негізгі бөлігі жасуша ядросында орналасады, онда ол хромосомалардың белоктарымен байланысады.Эукариоттық жасушаларда әртүрлі органеллаларда (митохондрияларда, хлоропластарда) ДНҚ да болады. РНҚ-ға келетін болсақ, Е жасушаларында хабаршы РНҚ (мРНҚ), рибосомалық РНҚ (рРНҚ), трансферттік РНҚ (тРНҚ) және басқа да бірқатары бар; Сонымен қатар, РНҚ көптеген вирустардың бөлігі болып табылады. Тарихи эссе. Өткен ғасырдың ортасына қарай белгілердің тұқым қуалау қабілеті жасуша ядросының материалымен анықталатыны анықталды. 1869 жылы Ф.Мишер іріңді жасушалардың ядроларының химиялық құрамын зерттей отырып, олардан қышқыл затты бөліп алып, оны нуклеин деп атады. Бұл оқиға қазір нуклеин қышқылдарының ашылуы ретінде қарастырылады. «Нуклеин қышқылдары» терминінің өзі 1889 жылы енгізілді, ал 1891 жылы неміс биохимигі А.Көссель нуклеин қышқылының гидролизін сипаттап, оның қант қалдықтарынан, фосфор қышқылынан және пуриндер мен пиримидиндерге жататын төрт гетероциклді негізден тұратынын анықтады. Ол бірінші болып нуклеин қышқылдарының екі түрі бар екенін көрсетті. Иоганн Фридрих Мишер (1844-1895), швейцариялық дәрігер. Базель университетін бітірген. 1869 жылы лейкоциттердің ядроларынан нуклеин деп атаған затты бөліп алып, оның қышқылдық қасиетін белгіледі; бұл күн нуклеин қышқылдарының ашылған күні болып саналады. Біздің ғасырдың басынан бастап нуклеин қышқылының ыдырау өнімдерін қарқынды зерттеу басталды. Пуриндер мен пиримидиндер химиясына Э.Фишер үлкен үлес қосты, кейінірек Ф.Левен, Д.Гулланд және т.б. көмірсулар компоненттерінің құрылымын және нуклеозидтік бірліктердің табиғатын анықтады («нуклеозид» және «нуклеотид» атаулары ұсынылды). Ф.Левен 1908-1909 жж.). Нуклеозидтер мен нуклеотидтердің құрылымы және фосфодиэфирлік байланыстың рөлі 1952 жылы А.Тоддтың жетекшілігімен ағылшын мектебінің жұмысының нәтижесінде түпкілікті түсіндірілді. Нуклеин қышқылдары - фосфодиэфирлік байланыс арқылы байланысқан нуклеотидтерден жасалған биополимерлер. Әрбір нуклеотид өз кезегінде гетероциклді негіздің, көмірсудың және фосфор қышқылының қалдықтарынан тұрады. Нуклеин қышқылдарының ең маңызды компоненттерінің бірі гетероциклді негіздер болып табылады. Олардың барлығы пиримидин немесе пурин туындылары. Көп жағдайда нуклеин қышқылдарының құрамында урацил (тек РНҚ-да), тимин (тек ДНҚ-да), пиримидиннің туындысы болып табылатын цитозин, сондай-ақ гетероциклді негіздер ретінде пуриннің туындысы болып табылатын аденин мен гуанин болады. Қабылданған номенклатураға сәйкес негіздер олардың латын атауының алғашқы үш әрпін білдіретін үш әріптік кодпен жазылуы мүмкін. Нуклеозидтер. Нуклеин қышқылдарында гетероциклді негіздер РНҚ-дағы D-рибозамен немесе ДНҚ-дағы 2-дезокси-О-рибозамен байланысып, сәйкесінше рибонуклеозидтер немесе дезоксирибонуклеозидтер деп аталатын қосылыстар түзеді. Нуклеозидтер – гетероциклді негіздердің P-N-пентафуранозидтері. Пиримидин негіздері көмірсулармен байланысады және пурин - N-9 азот атомдары. Құрамында аденин мен гуанин бар нуклеозидтер аденозин немесе дезоксиаденозин және гуанозин немесе дезоксигуанозин деп аталады. Нуклеозидтер - урацил мен цитозиннің туындылары сәйкесінше уридин немесе дезоксиуридин және цитидин немесе дезоксицитидин деп аталады. Тиминнің дезоксирибо туындысы әдетте тимидин, ал рибо туындысы риботимидин деп аталады. Нуклеозидтік атаулар үш әріптік немесе бір әріптік кодты қолдану арқылы қысқартылған. Бірінші нұсқада нуклеозидтің атын негіз атауынан ажырату үшін нуклеозидтің латынша атауының екі бас әріпіне үштен бірі қосылады. (мысалы, Аденин = Аде, Аденозин = Адо). Екінші нұсқада латын атауларының бас әріптері қолданылады. Дезоксинуклеозидтер рибонуклеозидтерден d префиксінің қосылуы арқылы ажыратылады; dAdo, dThd немесе dA, dT және т.б. N белгісі кез келген нуклеозидтің жалпы белгіленуі үшін, Y символы пиримидиндік нуклеозид үшін, R таңбасы пуриндік нуклеозид үшін пайдаланылады. жоғарғы сызықша. Мысалы, нуклеозидтегі рибозаның С-3 көміртегі атомы С-3' атомы, ал онымен байланысқан гидроксил 3'-гидроксил деп аталады. Нуклеотидтер. Нуклеин қышқылдарының үшінші компоненті ортофосфор қышқылы рибозаның немесе дезоксирибозаның спирттік топтарымен күрделі эфирлік байланыс түзеді. Бақыланатын жағдайларда нуклеин қышқылдарын қорыту арқылы нуклеозидтер мен фосфор қышқылының күрделі эфирлерін — нуклеотидтерді бөліп алуға болады. Нуклеотидтердің атаулары олардың құрамына кіретін гетероциклді негіздің атынан «қышқыл» сөзін қосу арқылы жасалған: цитидил қышқылы, аденил қышқылы және т.б. Қазіргі номенклатурада фосфат тобының немесе топтарының позициялары ( аденозин-5'- фосфат, аденозин-3'-фосфат, дезоксиаденозин-5'-фосфат); бір әріпті қысқартулар жиі қолданылады: 5'-фосфаттар үшін - pA, pG, pC, pU, pN, pdA, pdG, pdC, pdU, pdN, 3'-фосфаттар үшін - Ap, Gp, Cp, Up, Np, dAp, dGp , dCp, dUp, dNp, 2'-фосфаттар үшін — A(2')p, G(2')p, C(2')p, U(2')p, N(2')p Нуклеин қышқылдарының полимерлі табиғатына келетін болсақ, 1930 жылдардың аяғынан бастап ДНҚ төрт түрлі гетероциклді негіздер бар тетрануклеотид болып табылады деген пікір қалыптасқан; бұл Ф.Левенеге кейінірек ДНҚ құрылымының тетрануклеотидтік теориясын тұжырымдауға мүмкіндік берді. Теория тек 1950 жылы Э.Чаргаффтың жұмысының арқасында теріске шығарылды, ол мұқият талдау нәтижесінде әртүрлі көздерден ДНҚ-ның нуклеотидтік құрамында айтарлықтай айырмашылықтарды тапты; ол сонымен қатар ДНҚ-дағы аденин мен тиминнің, гуанин мен цитозиннің құрамының жұптық эквиваленттілігі туралы ережелерді тұжырымдады. Өсімдік ДНҚ-ның химиялық құрамын зерттеу бойынша пионер жұмысын осы кезеңде А.Н.Белозерский және оның әріптестері жүргізді. Жинақталған деректер тұжырымдаманы тұжырымдауға мүмкіндік берді: ДНҚ полимер тізбегіндегі генетикалық ақпарат төрт мономер бірлігінің кезектесу ретімен қамтылған. Осы уақытқа дейін М.Уилкинстің (Р.Франклин) зертханасында ДНҚ-ның алғашқы рентгендік сәулелері алынды. Нуклеин қышқылдарының құрылымын зерттеудің шарықтау шегі 1953 жылы Дж.Уотсон мен Ф.Крик ұсынған ДНҚ қос спираль моделі болды, ол молекулалық биологияның дүниеге келуін белгіледі.1940 жылдардың басында нуклеин қышқылдарының генетикалық ақпаратты тасымалдауға қатысуы туралы тікелей дәлелдер алынды. 1940 жылы Дж.Бидл мен Э.Тэтхэм Neurospora crassa нан зеңінің мутантты штаммдарын зерттеу бойынша көптеген тәжірибелік деректерге сүйене отырып, «бір ген – бір фермент» маңызды принципін тұжырымдады. Біраз уақыттан кейін О.Эвери, К.Маклеод және М.Маккарти тұқым қуалайтын ақпараттың жасушадан жасушаға берілуі ДНҚ арқылы жүзеге асатынын біржақты дәлелдеді. Уотсон-Крик моделінен шыққан ДНҚ-ның өзін-өзі көбейту немесе репликациялау идеясы ДНҚ-полимераза ферментінің ашылуымен расталды (А. Корнберг, 1957). РНҚ-ның биологиялық рөлін түсіндіруге әкелген жұмыс Т.Касперсон мен Дж.Брачеттің бастамасымен сонау 1930-шы жылдары болды. Әлдеқайда кейінірек (1950 жылдары) белок синтезі рибосомалар арқылы жүзеге асатыны көрсетілді, бірақ ДНҚ-дан рибосомаларға ақпаратты тасымалдайтын хабаршы РНҚ-ның (мРНҚ) болуы туралы концепцияны тек Ф.Якоб пен Дж.Монод тұжырымдаған. 1961 ж.ДНҚ-тәуелді РНҚ-полимеразаның негізгі транскрипциялық ферментін 1960 жылы С.Вайс, Дж.Хурвиц және О.Стивенс ашқан. Нуклеин қышқылдарының қызметін зерттеудің маңызды кезеңдерінің бірі ДНҚ-да ақпаратты жазу әдісін және оның белок құрылымына берілу принципін ашу, яғни генетикалық кодты тұжырымдау болды. 1961 жылы Ф.Крик пен С.Бреннер белоктағы әрбір амин қышқылы нуклеотидтердің триплетіне сәйкес келетінін көрсетті. Осы уақытқа дейін трансферттік РНҚ ашылған болатын (М.Б. Хагланд және К. Огата, 1957) және олардың антикодондар мен кодондардың әрекеттесуінде көрінетін қызметі нақтыланған (П. Замечник, 1957). 64 кодоннан тұратын дәл осындай генетикалық код 1966 жылы М.Ниренберг, Г.Корана және С.Очоа еңбектерінің арқасында құрылды. Генетикалық код ашылғаннан бері нуклеин қышқылдарының құрылысы мен қызметін зерттеудің жаңа кезеңі басталады. Ол жаңа сапалы идеяларды тудырған орасан зор эксперименттік деректердің жылдам жинақталуымен сипатталады. 1970 жылға қарай прокариот жасушаларында болатын және бөгде генетикалық ақпараттың жасушаға енуіне жол бермейтін шектеу және модификация жүйесі деп аталатын зерттеулер рестриктазалардың біріншісін оқшаулауға әкелді. Бұл ДНҚ-ны белгілі бір негіз тізбегі бойынша бөлетін эндонуклеаза болып шықты. Содан кейін ДНҚ-дағы 90-нан астам әртүрлі тізбектерді тануға қабілетті 400-ге жуық ұқсас ферменттер табылды. Осылайша, ДНҚ молекулаларының спецификалық бөліну әдісі пайда болды, ол нуклеин қышқылдарының құрылымын және гендік инженерияны құрудың қазіргі заманғы әдістемесінің негізін құрады. Шектеу эндонуклеазалары бойынша зерттеулер Х.Смит, У.Арбер және Д.Натансқа берілген Нобель сыйлығымен марапатталды. 1970 жылы американдық ғалымдар Г.Темин мен Д.Балтимор вириондарда РНҚ-ны шаблон ретінде пайдалана отырып, ДНҚ синтездеуге қабілетті ферменттің – кері транскриптазаның ісіктік РНҚ бар вирустарының ашылғаны туралы хабарлады. Мұндай ферменттің болуын бұрын кеңестік генетик С.М.Гершензон болжаған. Бұл жаңалық нуклеин қышқылдарының биосинтезі жолдары туралы іргелі идеялардағы нағыз революция болды және хабаршы РНҚ көшірмелері болып табылатын in vitro ДНҚ алуға мүмкіндік берді. Нуклеопротеидтер Ағзадағы нуклеин қышқылдарының барлық қызметтері белоктармен комплекстерде жүзеге асады. Сонымен қатар кейбір белоктар ғана нуклеин қышқылдарымен қосылып өз қызметін атқарады. Мұндай кешендерді нуклеопротеидтер деп атайды. Кейбір нуклеопротеидтер ұзақ уақыт өмір сүреді, мысалы, хроматин, рибосомалар және вирустық бөлшектер. Басқалары қысқа уақытқа пайда болып, өз қызметін атқарып, диссоциацияланады—* бұларға ДНҚ және РНҚ полимеразалары, реттеуші белоктар, репрессорлар немесе активаторлар және т.б. арқылы түзілетін кешендер жатады. Нуклеопротеидтер жасушада репликация, транскрипция сияқты маңызды процестерді жүзеге асырады. және трансляциясы, нуклеин қышқылдарының ядродан жасушаға тасымалдануы, эукариоттық жасушалардағы белоктардың секрециясы. Промоторлары бар РНҚ-полимераза кешендерінің құрылымы туралы алдын — ала мәліметтер бар - транскрипция жүргізілетін ДНҚ учаскелері (413-бетті қараңыз). Толық ферменттің промотормен әрекеттесуінің соңғы нәтижесі РНҚ синтезін бастайтын өте күшті кешеннің пайда болуы болып табылады. Хроматин. Нуклеосомалар. Эукариот жасушаларындағы негізгі генетикалық материал репликация және транскрипция процестері жүретін жасуша ядросының хромосомаларында шоғырланған. Жасушалардың бөлінуі арасындағы кеңістікте хромосомалар ұзын, жіңішке жіптерге созылады, бөліну процесінде олар қысқа және қалың болады. Ұзындығы бірнеше сантиметрге дейінгі ДНҚ - ның жинақы күйінде ұзындығы микрометрлермен өлшенетін хромосомаларға түседі. Хромосомалар хроматин деп аталатын нуклеопротеидтен тұрады. Хроматиннің негізгі компоненттері ДНҚ, гистондар және гистон емес ақуыздар болып табылады. Гистондар - эволюциялық консервативтіліктің жоғары деңгейімен ерекшеленетін негізгі сипаттағы ұсақ ақуыздар. Негізгі амин қышқылдарының (Lys/Arg) қалдықтарының арақатынасы бойынша гистондар 5 класқа бөлінеді: HI, H2A, H2V, NZ, H4. Ең консервативті аргининге бай NZ және H4 гистондары, қалғандарында көзге байланысты аминқышқылдарының тізбегіндегі вариациялар анағұрлым маңызды. жүктеу/скачать 18,96 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|