Хромосомалар туралы түсінік

1-билет

Хроматиннің құрылымдық деңгейлері

Хромосомалар-жасуша бөлінуінің митоз сатысында,арнайы бояулармен боялғаннан кейін,микроскоп арқылы көрінетін эукариот ядросындағы генетикалық ақпарат болып табылады. Хромосомалар ядрода үнемі болады,интерфаза кезеңдерінде субмикроскопиялық хроматин күйінде болады,бірақ көрінбейді.

Хромосомалардың негізгі химиялық компоненті ДНҚ жіпшелері болып табылады,жалпы ұзындығы-190 см,ДНҚ жіпшелері гистондық ақуыздармен(Н_1,Н_2А,Н_2В,Н_3,Н₄)байланысып ,оралып нуклеосома жіпшесін түзеді,ұзындығы ДНҚ жіпшелерінен 6,2 есеге кем,ал диаметрі-10нм.Нуклеосома жіпшесі әрі қарай ширатылып,тығыздалып хроматин жіпшесіне айналады. Ұзындығы нуклеосома жіпшесінің ұзындығынан 18 есе,ДНҚ жіпшелерінің ұзындығынан 100 есе кем болады.Хроматин жіпшесінің диаметрі-100-200 нм.Хроматин Эухроматин ,гетрохроматин күйінде болады.Эухроматин митоз кезінде тығыз шираталып,митоздан кейін ширатылуы босайтын учаске.Бұл жерде гендер транкрипцияланбайды.Гетрохроматин жасуша циклінің барлық кезеңдерінде үнемі ширатылатын,үнемі генетикалық күйде болатын учаске.Гетерохроматин учаскесінде генетикалық ақпарат транскрипцияланбайды.Гетерохроматиннің 2 түрі белгілі: 1)конститутивтік-центромера айналасында ,теломерлік учаскелерде кездеседі,транскрипцияланбайды.Қызметі:ядроның жалпы құрылымын сақтайды,хроматинді ядро қабықшасына бекіндіреді. 2)факультативтік-гомогаметалы жыныстарда,жыныс хроматині күйінде кездеседі.

2-билет

Хромосома формалары.Хромосомалардың Денверлік жіктелуі

Хромосома иіндерінің өлшеміне,центромераның орналасуына қарай митоздық хромосомалардың бірнеше түрлерін ажыратады:
Тең иінді немесе метацентрикалық – иіндерінің ұзындығы бірдей,центромера хромосоманың дәл ортасында орналасқан.
Әр түрлі иінді немесе субметацентрикалық , бір иіні екіншісінен ұзын,центромера хромосоманың бір ұшына қарай ығысып орналасқан.
Акроцентрикалық хромосомалар бір иіні жақсы дамыған, екіншісі нашар дамыған, центромера хромосома ұшына жақын орналасқан.
Телоцентрлік хромосома бір иінді,центромера ұшында орналасқан.

Кез келген биологиялық түрдің хромосома саны(2п,п) тұрақты болады.Хромосома пішіндері,өлшемдері де тұрақты болады.Биологиялық түрлердің хросома санын,өлшемдерін,пішіндерін қамтитын кешенді кариотип (Г.А.Левитский)дейді.

Адамның сома жасушаларында 46 хросома,олар 23 жұп құрайды.Әйелдерде,еркектерде 22 жұп хромосома бірдей-аутосома,1 жұп хромосомалар ер адамдарда(ХУ),әйелдерде(ХХ)-олар жыныс хромосомалары деп аталады. Кариотиптерді әдетте метафазалық препараттар дайындап зерттейді.Адам кариотипін жіктеудің 2 түрі белгілі:Денвер(1960)және Париж классификациясы(1971)

Денвер классификациясы бойынша хросомаларды үлкенінен кішкентайына қарай орналастырады,идиограммасын құрастырады,нөмірлейді.Хромосома морфологиясына қарай оларды бірнеше топтарға топтастырады,центромералық индекс пайдаланады.

Центромералық индекс– хромосоманың қысқа иіні ұзындығының бүкіл хромосома ұзындығына ара қатынасы болып табылады.

А тобы: 1-2-3 хромосомалар;ең ірі метацентрлі хросомалар,(ЦИ=38-49)

B тобы:4-5;ірі субметацентрлі хросомалар,(ЦИ=24-30)

C тобы:6-12;орташа субметацентрлі хромосомалар,(ЦИ=27-35)

Д тобы:13-15;орташа акроцентрлі хромосомалар,(ЦИ=15)

Е тобы:16-18;ұсақ субметацентрлі хромосомалар(ЦИ=26-400)

F тобы:19-20;ең ұсақ метацентрлі хросомалар (ЦИ=36-46)

G тобы:21-22;ең ұсақ акроцентрлі хромосомалар(ЦИ=13-23)

Х хромосома-орташа субметацентрлі(С тобы),У хромосома-ең ұсақ акроцентрлі(G тобы)хромосомалар болып табылады. Денвер жіктелуінің кемшілігі-бір топқа жататын хромосомаларды гомологтық жұптастырудың қиын,тіпті мүмкін болмауы.

3 билет

А тобы: 1-2-3 хромосомалар;ең ірі метацентрлі хросомалар,(ЦИ=38-49)

B тобы:4-5;ірі субметацентрлі хросомалар,(ЦИ=24-30)

Денвер жіктелуінің кемшілігі-бір топқа жататын хромосомаларды гомологтық жұптастырудың қиын,тіпті мүмкін болмауы.

4-билет

C тобы:6-12;орташа субметацентрлі хромосомалар,(ЦИ=27-35)

Д тобы:13-15;орташа акроцентрлі хромосомалар,(ЦИ=15)

Х хромосома-орташа субметацентрлі(С тобы),У хромосома-ең ұсақ акроцентрлі(G тобы)хромосомалар болып табылады.Денвер жіктелуінің кемшілігі-бір топқа жататын хромосомаларды гомологтық жұптастырудың қиын,тіпті мүмкін болмауы.

5-билет

Е тобы:16-18;ұсақ субметацентрлі хромосомалар(ЦИ=26-400)

F тобы:19-20;ең ұсақ метацентрлі хросомалар (ЦИ=36-46)

G тобы:21-22;ең ұсақ акроцентрлі хромосомалар(ЦИ=13-23)

Х хромосома-орташа субметацентрлі(С тобы),У хромосома-ең ұсақ акроцентрлі(G тобы)хромосомалар болып табылады. . Денвер жіктелуінің кемшілігі-бір топқа жататын хромосомаларды гомологтық жұптастырудың қиын,тіпті мүмкін болмауы.

6-билет

Адам кариотипі. Идиограмма.

А тобы: 1-2-3 хромосомалар;ең ірі метацентрлі хросомалар,(ЦИ=38-49)

B тобы:4-5;ірі субметацентрлі хросомалар,(ЦИ=24-30)

C тобы:6-12;орташа субметацентрлі хромосомалар,(ЦИ=27-35)

Д тобы:13-15;орташа акроцентрлі хромосомалар,(ЦИ=15)

Е тобы:16-18;ұсақ субметацентрлі хромосомалар(ЦИ=26-400)

F тобы:19-20;ең ұсақ метацентрлі хросомалар (ЦИ=36-46)

G тобы:21-22;ең ұсақ акроцентрлі хромосомалар(ЦИ=13-23)

Париж классификациясы (1971) хросомалардың таңдамалы болуына байланысты жүреді.Ол үшін хросомаларды түрліше түске бояйды(G,R,S).Сонда әртүрлі хросомалар түрліше боялады,ал бірдей хромосомалар бірдей боялады.Боялу интенсивтігіне қарай хромосоманың әрбір иінін центромерадан теломераға қарай аударғанда,аудандарды әр түрлі сегменттерге бөліп,араб сандарымен белгілейді.Мысалы,Ір 22-хромосоманың қысқа иінінің 2 ауданындағы 2 сегмент дегенді білдіреді.

Идиограмма –хромосомаларды үлкенінен кішкентайына қарай тізіп,орналастыру

7-билет

Адам хромосомасының картасы.

Хромосома-ДНҚ жіпшелерінен тұратын созылыңқы тығыз денешік.Хромосомалар өздігінен көбейе алады,өзіндік атқаратын қызметі мен арнайы құрылымы бар және оны келесі ұрпаққа сақтап,жеткізеді. Адамның сома жасушаларында 46 хросома,олар 23 жұп құрайды.Әйелдерде,еркектерде 22 жұп хромосома бірдей-аутосома,1 жұп хромосомалар ер адамдарда(ХУ),әйелдерде(ХХ)-олар жыныс хромосомалары деп аталады.

Генетикалық картаны құрастыру кезінде тіркесу тобы,гендердің толық немесе қысқартылып алынған атаулары көрсетіледі және хромосомада орналасқан гендердің ара қашықтықтың өлшемі 1% кроссинговерге тең болады. Оны Т.Морганның құрметіне сантиморган немесе морганида деп атайды. Генетикалық карталар ұқсас хромосомалардың әр жұбы бойынша жеке-жеке жасалады.Хромосомалардың жұптарын тіркестік топтар деп атайды.Олардың саны хромосомалардың гаплоидты жиынтығына тең болады.Генетикалық карталар деп-хромосомада болатын тіркес гендердің орналасу сызбанұсқасын айтады.Кроссинговер процесін мұқият зерттеу арқылы,генетикалық карта жасау мәселесі жеңілдетіле түспек.Хромосоманың саны мен құрылымының өзгеруі адамдағы тұқым қуалайтын ауруларға алып келеді. Хромосомалық ауруларға диагноз қою ауру адамның кариотипін зерттеуге негізделген.Адам ағзасында хромосома үлкен рөл атқарады,себебі тұқымқуалаушылық ақпараттар ұрпақтан-ұрпаққа хромосома арқылы беріледі.Егер хромосома саны,өлшемі өзгеріске ұшырағанда ұрпақта паталогиялық аурулар пайда болады.Адам геномын секвендеу,адам геномының табиғи нұсқаларын талдау ең жиі кездесетін полиморфизмін ашуға,картасын құрастыруға мүмкіндік берді.

8.Теломералар мен теломеразалар .

Теломер-хромосомалардың ұшы . Теломералар өте маңызды қызметтер атқарады 1)механикалық қызметі: а)Теломералар хромосомаларды ядро матриксіне бекіндіреді б)Теломералар хромасома хроматидаларының ұштарын бір бірімен тіркестіреді 2)Тұрақтандырушы қызметі:а)жасушада теломераза болмаған жағдайларда,теломералар ДНҚ ның кодтаушы бөлімін толық репликацияланбаудан сақтайды.б)Егер жасушада теломераза болса,онда ол үзілген хромосома ұштарын қалпына келтіріп тұрақтандырады.3)Гендердеердің экспрессиялануына әсер етуі.Теломераға жақын орналасқан гендер экспрессиясы төмен болады .Мұны транскрипциялық үздіксіз д.а..Теломерлердің айтарлықтай қысқаруы оларға жақын орналасқан гендерді активтендіреді,мысалы Rap1не TFR1 гендерінің активтенуі.4)Есептеу қызметі.ДНҚ ның теломерлік бөлімдері – теломеразасыз жасушаның бөлінуін есептеп отыратын репликометр болып табылады .Жасуша үшін оның қанша рет бөлінгеніне қарағанда ,теломера ұзындығының сындарлы деңгейіне жеткенге деін қанша рет бөлінуінің қалғаны маңыздырақ .Сондықтан теломера-жасушасының теломеразасыз қанша рет бөліне алатынын есептейтін құрылым б.т.Теломера ұзындығы белгілі бір деңгейге жеткенде ,ол өзінің бастапқы қызметін атқара алмайды .Мұнын нәтижесінде жасуша циклы бұзылып,жасуша өледі.Сондықтан да барлық жасущаларда н/е тек эмбриональдық жасушаларда, ДНҚның толық репликацияланбаған учаскелері қалпына келуі қажет .Бұл қызметті ерекше фермент-теломераза атқарады .

ТЕЛОМЕРАЗАЛАР ӘРЕКЕТІНІҢ ҚЫЗМЕТІ Теломераза –жасушаның әрбір бөлінуінде азды көпті қысқарған хромасома ұштарын қалпына келтіретін фермент . Теломеразалар әрбір теломералардың G- тізбегін ұзартады.Теломеразалармен 450нуклеотидтерден тұратын теломералық РНҚ байланысқан.Оның ортаңғы қысқа учаскесі 1,5 теломерлік қайталануға комплиметарлы болады .Теломеразалық РНҚның сол жағындағы триплет ДНҚның G-тізбегінің шеткі теломерлік жартықайталанумен байланысу үщін пайдаланылады .Қалған гексонуклеотид G- 3¹ ұшынан ұзарту үшін матрица ретінде қызмет атқарады .Теломеразалар қызметі ол қысқа , жаңадан синтезделген тізбекті ұзартпай,ескі аналық тізбекті ұзартады .Теломераза аналық тізбектің 3¹ұшына бірізділікпен бірнеше ондаған тіпті жүздеген гексонуклеотидтерді жалғайды .Осыдан кейін біршама ұзарған тізбек тағы бір Оказаки фрагментінің синтезделуі үшін матрица қызметін атқарады .Ол ДНҚсинтезі сияқты жүзеге асады .Алғаш аналық тізбектің 3¹ұшында праймаза “РНҚ ұйытқыны ” синтездейді ,сосын ДНҚ полимераза β теломерлік қайталануларға комплиметарлы дезоксинуклеотидтерді ұйытқыға жалғайды .Фрагменттің өсуі 5¹→3¹бағытында жүреді ,ал оның аяқталуы алдыңғы фрагменттің 5¹ұшымен түйіскенде ғана жүзеге асады .Синтезднлген фрагменттің ДНҚ тізбегіне жалғануын ДНҚ-лигаза қамтамасыз етеді .Экзонуклеаза жаңа тізбектегі РНҚ ұйытқыны алып тастайды .Нәтижеде ДНҚның қос тізбегі бұрынғы ұзындығына ие болады.

9 билет

Геном туралы түсінік.Прокариот геномы.Митохондриялар геномы

Геном-жасушаның,ағзаның тіршілігі,дамуы үшін қажет барлық ДНҚ молекулаларының жиынтығы.Геном құрылысының жалпы принциптерін,олардың құрылымдық,қызметтік ұйымдастырылуын зерттейтін молекулалық биология ғылымының бір саласы-геномика дейді. Адам геномикасы-молекулалық медиинанының негізі,тұқым қуалайтын және қуаламайтын ауруларды анықтау,емдеу,болдырмау әдістерін қалыпт астыруда маңызды рөл атқарады.Геномиканың негізгі бөлімдері: құрылымдық,қызметтік,салыстырмалы,эволюциялық,медициналық.

Прокариоттар геномы–ішек бактериясында жақсы зерттелген.Бактерия хромосомасы -3,2*10⁶н.ж тұратын сақиналы ДНҚ.Бактерия геномында 2500-дей гендер болады.Гендер белсенділігі оперон типі сияқты реттелінеді,себебі бактерия гендері-оперондық құрылымға ие. Плазмида–бактерия хромосомасынан тәуелсіз репликацияланатын сақиналы хромосомалық элемент,өлшемі шамамен бактерия хромосомасының 10-20% дай,1-3 ген болады.Эписомалар–бактерия хромосомасынан бөлек,автономды кездесетін,жалғанатын сақиналы хромосомалық элемент.Ең жақсы зерттелген эписома Ғ-фактор-бактериялардың жыныстық процесін анықтайды және аталық жасушаларды кездеседі.Эписомалардың кейбіреулері инфекциялы болады.

Бактерия геномында қозғалғыш генетикалық элементтер-де кездеседі.

Эукариоттар геномы-көлемі және құрылысы жағынан күрделі болады,олар; нуклеотидтер—кодондар—гендер –күрделі гендер—хромосома иіндері—хромосомалар—гаплоидты хромосома саны сияқты бірте-бірте күрделенетін құрылым.Эукариоттар геномы ядролық және ядродан тыс орналасқан ДНҚ молекулардан тұрады.Соңғысы цитоплазманының сақинал ДНҚ- сы: плазмидалар,эписомалар,митохондрия,пластидтер ДНҚ-сы жатады.Ядролық ДНҚ массасының бәрі дерлік хромосомаларға таралған.Эукариоттар геномына қозғалғыш гентикалық элементтер-транспозондар да тән.

10 –билет

Вирустардың генетикалық ақпараты

Тұқым қуалау ақпаратының РНҚ дан РНҚ-ға берілуі тек вирустармен зақымдалған жасушаларда ғана жүреді,өйткені вирустарда генетикалық ақпарат РНҚ түрінде беріледі.Вирустар геномының РНҚ-сы 1 тізбекті немесе 2 тізбекті болуы мүмкін,онда міндетті түрде РНҚ-репликаза ферментінің синтезін бақылайтын ген болады.Кейбір вирустық бөлшектерде РНҚ-геномының 2 көшірмесі болады,ондай вирустарды диплоидты вирустар дейді.Жаңадан синтезделген ДНҚ-ғы генетикалық ақпарат вирустық РНҚ-дағы ақпараттың дәл көшірмесі болып табылады.Өзінің ДНҚ молекуласының құрамында вирустық ДНҚ көшірмесі бар жасушалар,ісік жасушаларына айналып кетуі мүмкін.Ісік туғызатын вирустардың алғашқысы болып Раус саркомасының ретровирусы зерттелген.Оның құрамында ісік туғызатын арнайы жасушалық ген-онкоген бар.Мұндай гендер адам геномында да кездеседі.

11-билет

Адам геномының сипаттамасы

Адамның сома жасушасындағы ДНҚ жалпы мөлшері -6,4*10 ⁹н.ж тең,гаплоидтық хромосома жиынтығында-3,2*10²н.ж.Ядродан тыс ДНҚ молекуласы-митохондрияда,цитоплазмада-сақиналы ДНҚ күйінде кездеседі.ДНҚ молекуласының қайталанбайтын,орташа қайталанатын,өте жиі қайталанатын учаскелері белгілі.

Қайталанбайтын учаске-ДНҚ молекуласының бойында бір дана күйінде кездеседі,бұл жерде барлық структуралық гендер орналасқан. ДНҚ молекуласының 75% көлемі тиесілі.

Геномның қалған 25 пайызы-қайталанатын учаскеге тиесілі.Оларды дисперцияланған және сателитік ДНҚ бірізділіктері деп бөледі.

Дисперцияланған ДНҚ бірізділіктері ДНҚ молекуласының бойында біркелкі бытыраңқы таралып орналасқан.Оларға SINE,LINE және басқа да бірізділіктер кездеседі. Сателиттік қайталанулар хромосомалардың әртүрлі учаскелерінде бумаланып жинақталған бірізділіктер.Ол альфа –сателиттік,минисателиттік,микросателиттік ДНҚ-лар деп бөлінеді.

1)Альфа-сателиттік ДНҚ барлық хромосомалардың центромераларының айналасында орналасқан.

2)Минисателиттік ДНҚ-20-70н.ж.тұратын және ондаған рет жұптасатын бірізділіктер

3)Микросателиттік ДНҚ-2-4н.ж тұратын және жүздеген рет жұптасатын бірізділіктер

Адам геномын секвендеу,адам геномының табиғи нұсқаларын талдау ең жиі кездесетін полиморфизмін ашуға,картасын құрастыруға мүмкіндік берді.Жекелеген нуклеотидтер полиморфизмі-ДНҚ молекуласының бір бөлімінде бір нуклеотидтің екінші нуклеотидпен алмастырылуы.Адам геномының ұзындығы-3,2млрд н.ж тең десек онда геномда ЖНП жалпы саны 1,6-3,2 миллиондай болады.ЖНП картасын құрастыру мультифакторлы полигенді патологиялардың –рак,диабет,психикалық аурулар т.б дамуына жауапты гендерді идентификациялауға мүмкіндік береді. «Адам геномы»атты ғылыми бағдарлама 20 ғ.90 жылдары басталып 2001-2003 жылдары толық аяқталды.Бұл бағдарламаны орындауға Қытай,Жапония,Франция,АҚШ,Ұлыбритания елдерінен 20 ға жуық ғылыми зерттеу мекемелері ат салысты.

12-билет,

ДНҚ құрылысы,құрылым деңгейлері.

ДНҚ-дезоксирибозадан,азоттық негіздерден,1 фосфаттан құрылған.ДНҚ молекуласы қосширатпалы болып келеді(Ф.Крик,Дж.Уотсон)Оның алғашқы,екінші,үшінші реттік құрылыстары бар.

ДНҚ молекуласының 1 ші реттік құрылымы-жіпшеде нуклеотидтердің бірізділікпен тізбектеліп орналасуы болып табылады.ДНҚ алғашқы құрылысы-фосфодиэфирлік байланыс арқылы тұрақтанады.Бір-бірімен фосфаттық топ және қантты гидроксил тобы арқылы байланысқан.

ДНҚ мол екінші реттік құрылысы-2 жіпшесіндегі азоттық негіздердің бір-бірімен сутектік байланыс арқылы комплиментарлы байланысады.ДНҚ жіпшелері полярлы болады.ДНҚ молекуласының қосширатпасы бір-біріне антипараллель орналасқан,10 жұп нуклеотидтер кездеседі.

ДНҚ мол үшінші реттік құрылысы-гистондық ақуыздармен байланысуын айтуға болады.Гистондық ақуыздар ДНҚ мен радикалдар көмегімен,өзара гидрофобтық радикалдар арқылы әрекеттеседі.Хроматин жіпшесінің тірегін нуклеосома денешіктері құрайды. Нуклеосома денешіктерінің араларындағы ДНҚ учаскелерін линкерлік учаске деп атайды.Хроматин жіпшесінде 600 мыңға жуық,нуклеосома денешіктері болады. Хроматин жіпшелері митоз кезінде әрі қарай ширатылып,тығыздалып митоздық хромосомаларды туғызады.

ДНҚ молекуласының бойында тұқым қуалаушылық ақпарат жазылған,ол негізен ядрода,ал 0,5% цитоплазмада-митохондрияда,хлоропластарттарда шоғырланған.

13б) ДНҚ-ның қасиеті мен қызметі.

Дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) – тірі организмдердегі генетикалық ақпараттың ұрпақтан-ұрпаққа берілуін,сақталуын,дамуы мен қызметін қамтамасыз етуіне жауапты нуклеин қышқылының екі түрінің бірі. ДНҚ-ның клеткадағы басты қызметі – ұзақ мерзімге РНҚ мен белокқа қажетті ақпаратты сақтау. ДНҚ-ның ерекшелiгi. Бiр организмнiң барлық клеткаларындағы ДНҚ молекуласының 5′-бағыттағы қалдықтардан®құрамы, құрылымы бiрдей болады да, жасына, ортадағы жағдайына тәуелдi емес.

14-билет

ДНҚ-репликациясы.Реплекативтік кешеннің сипаттамасы.

ДНҚ молекуласының екі еселену процесі-репликация д.а. Репликация бірлігі-репликон,өздігінен репликацияланатын генетикалық элемент.Оның құрамында ДНҚ репликациясының процесіне қатысатын белоктардың синтезін бақылайтын гендер орналасқан. Репликация-өте күрделі биохимиялық процесс.Бұл процесске генетикалық ақпараттардың дәлдікпен көшірілуін,ДНҚ тізбектеріндегі қателіктерді түзетіп,алмастыруды қамтамасыз ететін көптеген белоктар орналасқан. Репликация процесі мынадай принциптерге негізделіп жүзеге асырылады:

1)Жартылай консервативті –ДНҚ молекуласының бастапқы матрицалық тізбегі жаңа тізбек үшін матрица болып табылады.Демек аналық жасушаның бөлінуі нәтижесінде түзілген әр жасушадағы ДНҚ молекуласы бір бастапқы матрицалық тізбектен және жаңа матрицалық тізбектен тұрады.

2)Комплементарлы –ДНҚ молекдағы жаңа матрицалық тізбек комплементарлы принципке негізделген,адениннің тиминмен цитозиннің урацилмен байланысуына сай негізделген.Сондықтан жаңа матрицалық тізбек бастапқы матрицалық тізбекке комплементарлы болып келеді.

3)Антипараллельдік –ДНҚ молекуласындағы жаңа тізбек бастапқы матрицалық тізбекке қарама-қарсы бағытта,яғни антипараллельді синтезделеді.Өйткені бастапқы ДНҚ-дағы ақпараттың оқылуы-ДНҚ полимераза ферментінің қатысумен 3 ұшымен 5 ұшы бағытында жүреді.

4)Униполярлық-ДНҚ молекуласындағы комплементарлық жаңа тізбектің синтезделуі 5 ұшы 3 бағытында ,ДНҚ молекуласының 3 ұшы әрдайым ұзарып отырады.

5)Үзілмелілік-репликация ДНҚ молекуласы кез-келген жерінде әруақытта жүреді.

Репликация жүріп жатқан учаскені анықтау айрықша пішіндес «репликациялық көзше» арқылы танып,табуға болады.Прокариоттарда репликациялық көзше жалғыз қызмет атқарады,эукариоттарда репликациялық көзше ДНҚ мол мөлшеріне байланысты жүздеген,мыңдаған репл.көзше қызмет атқарады. Ұзындығы 300 нуклеотидке тең келетін учаскелер басталу сайты деп аталады. Репликация басталатын учаскеде «репликациялық айыр» деп аталатын құрылым түзіледі. Аймағында 20 ға жуық белоктар қызмет атқарады.Ол белоктар өте күрделі және энергия сіңіретін репликация процесін қамтамасыз етеді.

Бір бағыттық репликация және екі бағыттық репликация

Екі бағыттық репликация кезінде 2 репликон түзіліп,қарама-қарсы бағытта жаңа тізбектер синтезделеді.

Бір бағыттық репликация кезінде көзшенің бір жағы тұрақталып,екінші ұшы репликациялық айырдың қызметін атқарады.

Прокариоттық және эукариоттық жасушаларда ДНҚ мен әрекеттесетін ядролық ферменттердің 3 типі анықталды:

1)нуклеазалар-ДНҚ дағы 3 ұшы мен 5 ұшына әсер етіп,полинуклеоттерден жеке нуклеотидтерге дейін ыдырататын фермент.Нуклеазалар 2 түрі:

Экзонуклеазалар-полинуклеотид тізбегінің бос ұшына әсер етеді

Эндонуклеазалар-полинуклеотид тізбегінің ішіндегі фосфодиэфирлік байланыстарға әсер етеді

2)Полимеразалар-полинуклеотидтік тізбектің синтезін қамтамасыз етеді.

3)Лигаза-ДНҚ ның жеке фрагменттерін бір-біріне жалғастырып,тұтас молекула түзеді.

РЕПЛИКАЦИЯ процесі –ДНК дағы нуклеотидтер жүйесі мен белоктардың байланысуының түзілуімен басталады.

Тарқатылған ДНҚ жіпшесінің бір-біріне жабысып қалмауын-арнайы SSB белогы қамтамасыз етеді.Прокариоттар мен эукариоттарда ДНҚ репликациясы дербес бірлік-репликондармен жүзеге асады.Репликондардың саны E.coli бактериясында-1,саңырауқұлақтарда-500,жануар мен өсімдіктерде-мыңдаған,жүздеген болып кездеседі.

Прокариоттық ағзалардың ДНҚ репликациясы-3 кезеңнен тұрады:

1)Инициация,2)Элонгация,3)Терминация

Инициация кезеңінде ферменттер репликация басталатын нүктені таниды,ДНҚ қос тізбегі тарқатылып,бір тізбекті ДНҚ болады.

Элонгация кезеңі репликазалар,праймазалар,полимеразалар,РНҚазалар,SSB белоктары қатысады.

Терминация кезеңінде репликация гендегі терминациялық сайттар деп аталатын нуклеотидтер жүйесінен тұратын учаскеде аяқталады.

Теломералар-Хромосомалардың ұшы

Теломеразалар-жасушаның әр бір бөлінуінде азды-көпті қысқарған хромосома ұштарын қалпына келтіруші фермент.

Теломералар қысқа және ұзын болуы мүмкін. Теломералардың белоктарының ішіндегі ең белгілері:RAP 1 және TRF 1. Теломералардың қызметін TRF 1 белогы реттейді.

15 билет .

Генетикалық ақпараттың негізгі берілу жолдары

Тұқым қуалау ақпараты молекулалық деңгейде ДНҚ-да тізбектеле орналасқан нуклеотидтер ретімен жазылған.ГЕН-тұқым қуалаушылық бірлігі ретінде бір полипептидтік тізбектің синтезін бақылайтын ДНҚ учаскесі.Тұқым қуалау ақпараты берілуінің 2типін ажыратады .1)жалпы берілу ол кез келген жасушаларда жүретін процесс .2)арнайы берілу ол кейбір ерекше жағдайдағы жасушаларда жүреді .

Тұқым қуалау ақпаратының жалпы берілу типінің көрінісі.

1.ДНҚ→ДНҚ(репликация).

2.ДНҚ→а-РНҚ(транскрипция).

3.А-РНҚ – белок(трансляция).

Тұқым қуалау ақпаратының арнайы берілу типінің көрінісі:

1.РНҚ→РНҚ(РНҚ репликациясы).

2.РНҚ→ДНҚ(кері транскрипция).

3.ДНҚ – белок (ДНҚ трансляциясы). Ақпараттың белоктан ДНҚ ға немесе РНҚ ға ,белоктан белокқа берілуі мүмкін болмағандықтан ,мұны ақпараттың тыйым салынған берілу типіне жатқызады. Тұқым қуалау ақпаратынық жүзеге асырылу кезеңдері:1.Репликация2.Транскрипция 3.Трансляция Геннің транскрипциясы және трансляциясы кезнңдерін біріктіріп геннің экспрессиясы деген ұғыммен қарастырады.

Ген –полипептид не нуклеин қышқылының синтезделуін анықтаушы ДНҚ молекуласының бір учаскеі .

Транскрипция –ДНҚ молекуласындағы ақпараттың РНҚ молекуласына көшірілуі.

Трансляция –гомологтық емес хромасомалардың учаскелерімен алмасуы.

Репликация-ДНҚ молекуласының өздігінен екі еселенуі .

16-билет

ДНҚ репликациясы.Инициация.

Инициация-трансляция басталу кезеңі,рибосома а-РНҚ мен байланысып,рибосоманың үлкен бөлшегіндегі А-учаскеге т-РНҚ мен-метиониннің келіп орналасуы

ДНҚ молекуласындағы репликацияның басталу нүктесі(инициация)нүктелері- А-Т нуклеотидтер жұптарына бай бірізділіктерге ие.Ерекше танып білуші ақуыз,әрбір осындай нуклеотидтер бірізділігіне бай учаскеге,ДНҚ репликациялаушы кешенді байланыстырады да өзі әрі қарай,кешенмен бірге жылжымайды.ДНҚ репликациясының инициация кезеңінде –ферменттер жиынтығы репликация басталатын нүктені таниды,ДНҚ-ның қосарланған тізбектері тарқатылып,бір тізбектік ДНҚ-лар түзіледі.ДНҚ ға арнайы В белок жалғанады.

17-билет

ДНҚ репликациясы.Элонгация.Терминация

Элонгация-полипептидтік тізбектің ұзаруы,ақуыз синтезінің әрі қарай жалғасуы.

Элонгация кезеңі немесе ДНҚ тізбектерінің репликациясы жүретін кезең –геликазалар,праймазалар,полимеразалар,SSB белоктар,РНҚ-азалар Н қатысады.

Инициация кезеңінен элонгацияға өтер кезде геликаза ферментінің әсерінен 5 ұшынан-3 ұшы бағытында ДНҚ учаскесінде репликативтік айырдың түзілуі жүреді.ДНҚ ның геликаза жалғанған тізбегі артта қалған тізбек болып шығады.ДНҚ праймаза-геликазамен байланысып праймосоманы қалыптастырады.

Терминация-транскрипция және трансляция құбылысының аяқталуы. Репликациялық геннің терминациялық сайттар деп аталатын бірнеше нуклеотид жүйесінен тұратын учаскеде аяқталады.Бұл сайттар қысқа,шамамен 23 жұп нуклеотид құралған жүйелер. Репликация терминациясы TUS генімен бақыланады. Бұл ген анықтайтын Tus белогы терминациялық сайтты танып,онымен байланысады,репликативтік айырдың ары қарай жылжуына кедергі жасайды.Адам геномындағы ДНҚ –ның жалпы ұзындығы 3-млрд жұп нуклеотидке сәйкес келетіні анықталды.ДНҚ репликациясында байқалатын қателіктер саны- 3 тен аспайды,репликация-өте дәлдікпен жүретін процесс.Репликацияның өте дәлдікпен жүруі ДНҚ полимеразаның қосымша қызметіне байланысты.Ол қызметі-жөндеу және түзету.Тексеру,бірінші рет,нуклеотидтің синтезделіп жатқан тізбекке қосылуы алдында жүрсе,екінші рет,осы жаңа тізбекке келесі нуклеотидтің қосылуы алдында жүреді.

21-билет

Ген туралы түсінік.Кластерлік гендер.Гендердің жіктелуі.

Ген-тұқым қуалаушылықтың бірлігі ретінде полипептидтік тізбектің синтезін бақылайтын ДНҚ учаскесі

Ген-күрделі құрылымдық- функциональдық бірлік болып табылады.2 бөліктен тұрады:1)реттеуші учаске ,2)ақпараты бар кодтаушы учаске. Реттеуші учаске транскрипцияланбайды.Ол –транскрипцияның басталуын бақылайды,жылдамдылығы мен қарқындылығын реттейді.

Геннің құрылысын және қызметін анықтауға ,зерттеуге қарапайым ағзаларда-фагтарда,ішек таяқшасында,сальмонеллада,ашытқы және зең саңырауқұлақтарында жүргізілді.Геннің нәзік құрылымын зерттеу жұмыстары басталды.Геннің нәзік құрылымына алғаш классикалық талдау жасаған С.Бензер болды.Ол ішек таяқшасын зақымдайтын Т4 бактериофагына тәжірбие жүргізді,rII-мутанттарын зерттеді.Нәтижесінде Бензер геннің өз ішінде жеке-жеке,функционалдық кішігірім бірліктер мен цистрондар болатынын көрсетті.Цистрон-құрылымдық ген.

Промоторлар-транскрипция басталатын ДНҚ молекуласының бір учаскесі.

Операторлар-кластердің структуралық гендерінің экспрессиялануын реттейтін реттеуші ген.

Транскрипция-ДНҚ молекуласындағы ақпараттың РНҚ молекуласына көшіріліп жазылуы(РНҚ синтезі)

Энхансерлер-гендерден біршама алшақ орналасқан ДНҚ ның реттеуші учаскесі.

Сайленсер-трансрипция жылдамдығын төмендететін нуклеотидтердің арнайы жүйесі.Өзі бақылайтын геннен алыс орналасқан.

Прибнев боксы-промоторлық учаске ішіндегі арнайы нуклеотидтер жүйесі. Мұнымен РНҚ полимераза байланыс жасайды. 7 нуклеотидтен тұрады.

Аттентуаторлар-ген транскрипциясын терминаторға дейін аяқтайтын учаске.

Терминаторлар-структуралық гендерден кейін орналасқан арнайы нуклеотидтер жүйесі.Бұл да транскрипцияның аяқталғандығы туралы сигнал береді.

спейсерлер Гендердің ара-арасында ақпарат жазылмаған нуклеотидтер жүйесі

ДНҚ ны байланыстырушы локустар-нақты белоктармен байланысатын арнайы нуклеотидтер жүйесі.

Кластер-қатар орналасып бірге экспрессияланатын бірнеше гендер жиынтығы. Кластерлік гендер –өнімдері жалпы бір қызмет атқаратын гендер

Гендердің жіктелуі.Атқаратын қызметіне байланысты гендер 2 топқа бөлінеді:

1)Структуралық гендер-ферменттерін синтезін бақылайтын гендер.

2)Реттеуші гендер-структуралық гендердің активтілігіне әсер ететін белоктардың синтезін бақылайтын гендер.Оның өзі: Модификатор гендер-структуралық гендердің активтілігін жоғарылататын ,төмендететін гендер.Супрессор гендер-структуралық гендердің активтілігін басып тастайтын эпистаздық гендер.

Ағзалардың тіршілік қабілетіне байланысты гендер былай жіктеледі:

1.Летальды гендер-ағзаны өлімге душар ететін ген.2.Сублетальды гендер-ағзаның көбею,ұрпақ қалдыру қабілетінің бұзылуына ,төмендетуіне себеп болатын ген.3.Нейтральды гендер-ағзаның тіршілік қабілетіне әсері жоқ гендер.

22 сұрақ.Эукариоттардың ДНҚ-ның қызметтік бөлімдері

ДНҚ қызметі: ДНҚ организмдердің басым көпшілігінде тұқым қуудың материалдық негізі болып табылады. Ол адамның және барлық басқа организмнің клеткаларында болады. Организмдегі барлық клетка ядроларында ДНҚ саны әрдайым бірдей болады. Уотсон мен Крик ДНҚ молекуласының моделі бойынша ДНҚ молекуласы бір оське бағытталған спираль тәрізді айнала оралған екі комплементарлық тізбек болып табылады. Әрбір тізбек кәдімгі полинуклеотид болып саналады, онда нуклеотидтер фосфор қышқылының қалдықтары арқылы өзара байланысқан. Спиральдағы полинуклеотидтердің екі тізбегі бір – біріне азот негіздері жағынан бағытталған. Сол себептен қос тізбекті спиральдың ішінде азот негіздері орналасады. Углевод пен фосфат топтары спиральдың сыртына орналасады. Бұл жағдайда бір тізбектің негіздері жоғарыда айтылғандай сутектік байланыстар арқылы екінші тізбектің негіздерімен байланысқан.

сұрақ Прокариоттардың ДНҚ-ның қызметтік бөлімдері

Прокариоттың эукариоттан негізгі айырмашылығы — онда қалыптасқан ядросы және хромосомалары болмайды. Прокариот ДНҚ-сының эукариот ДНҚ-сынан айырмашылығы — мұнда ДНҚ-ның сыртын нәруыздар қаптап тұрмайды және пішіні сақина тәріздес болып келеді.

Прокариоттардың генетикалық аппаратының құрамына бактериалды хромосомадан басқа көптеген ұсақ репликондар – плазмидалар кіреді. Олар – ұзындығы мың н.ж. сақиналы ДНҚ молекулалары. Плазмидаларда бірнеше ондық гендер болады. Оларды «байлық гендер» деп атайды, олар антибиотиктерге, ауыр металлдарға тұрақтылықты қамтамасыз етеді, ерекше арнайы токсиндерді кодтайды, сонымен қатар, қонъюгация және басқа бактериялармен генетикалық ақпаратымен алмасуды қадағалайтын гендерден тұрады.

сұрақ Нәруыздардың құрылысы. Нәруыздардың жіктелуі

Ақуыздардың жіктелуі:

1.күрделілік дәрежесіне (қарапайым және күрделі), қарапайым протеиндер тек қана аминқышқылдары қалдықтарынан тұрады, күрделі протеидтер құрамына ақуызды заттардан басқа қосылыстардың қалдықтары кіреді;

2.молекула пішініне (шар тәрізді және жіп тәрізді);

3.кейбір еріткіштерде еру қабілетіне қарай (суда еритіндер, әлсіз түз ерітінділерінде еритіндер – альбуминдер, спиртте еритіндер — проламиндер, сұйытылған қышқыл және сілті ерітінділерінде еритіндер глутелиндер);

4.атқаратын қызметтеріне қарай (мысалы, корға жиналатын ақуыздар, тірек қызметін атқаратын ақуыздар).

Ақуыздардың құрылысы өте күрделі.

сұрақ Нәруыздың құрылымдық денгейлері

Ақуыз молекуласы құрылымын: бірінші реттік, екінші реттік, үшінші реттік және төртінші реттік деп бөліп қарастырады.

Полипептидтік тізбектегі аминқышқылдары қалдықтарының қатаң тәртіппен бірінен кейін бірінің орналасуын бірініші реттік құрылым анықтайды. Ақуызды құрайтын жүздеген, мыңдаған, миллиондаған а-аминқышқылдарының қалдықтары өзара пептидтік байланыс (— CO — NH —) арқылы жалғасады (49-сурет).

Аминқышқылдары қалдықтарының инсулиннің кейбір бөлігінде орналасуын мынадай тізбек түрінде көрсетуге болады: глицин—изолейцин—валин—глутамин, т.с.с. 50-суретте 2-полипептидтік тізбектен тұратын инсулиннің бірінші реттік құрылымы келтірілген.

Табиғатта ақуыздардың кейбіреуі тек созылыңқы полипептидтік тізбекте болады. Мысалы, табиғи жібек талшығы — фибрионның құрылымы осындай.

Ақуыздардың көбінің кеңістікте спираль тәрізді оратылуы екінші реттік құрылым деп аталады. Бұл құрылым, негізінен, спираль оралымдарында орналасқан — CO…HN— арасындағы сутектік байланыстар арқылы іске асады. Шиыршықтың бір орамында 3 және 5 аминқышқылдарының қалдықтары болады. Оралымдардың арақашықтықтары 0,54 нм шамасында.

Ақуыздық оралма тектес молекуласы биологиялық процестердің әсерінен, молекула арасындағы сутектік байланыс, —S—S— дисульфид көпіршесі, күрделі эфирлік көпірше және бүйір тізбектегі анион мен катиондар арасындағы иондық байланыстар арқылы өзара байланысады да, өте күрделі үшінші реттік құрылым түзіледі. Бұл кезде оралма құндақталып, шумаққа айналады (52-сурет). Үшінші реттік құрылым ақуыздың өзіне тән қасиеттері мен белсенділігіне жауап береді.

Ақуыз молекуласы тек қана бір полипептидік тізбектен тұрса, оның құрылымдары бірінші, екінші және үшінші реттік болады. Ал ақуыз молекуласы екі және одан да көп полипепидік тізбектен құралса, онда төртінші реттік құрылым түзіледі. Төртінші реттік құрылым — кейбір ақуыздарда бірнеше полипептидтік тізбектердің бір-бірімен күрделі кешенді комплекстерге бірігуі. Мысалы, гемоглобин құрамына 141 аминқышқылының қалдығы кіретін төрт полипетидтік тізбектен және құрамында темір атомы бар ақуызды емес бөлшек гемнен комплекс түзеді. Гемоглобин тек осы құрылымда ғана оттекті тасымалдай алады.

Нәруыздардың күрделілігіне қарай 4 реттік құрылымы болады: бірінші реттік, екінші реттік, үшінші реттік және төртінші реттік құрылымдар.

сұрақ Нәруыздардың қасиеттері

Ақуыздар – жасушаның ең маңызды макромолекуларының бірі болып табылады. Оның элеметтік құрамын, құрылысының теориясын алғашқылардың бірі болып зерттеген және протеин (protein-бірінші) деп атауды ұсынған Голландия химигі және дәрігері Г.Я. Мульдерболатын. Ақуыз организмдер тіршілігінде олардың құрылысы дамуы мен зат алмасуына қатысуы арқылы әртүрлі және өте маңызды қызмет атқарады.Ақуыздар органикалық заттар дамуының ең жоғарғы сатысы және жер бетіндегі тіршіліктің негізі. Организмнің тірек, бұлшық ет, жамылғы тканьдері ақуыздардан құралған. Олар организмде әртүрлі қызмет атқарады, химиялық реакцияларды жүргізеді, дене мүшелерінің қызметтерін өзара үйлестіреді, аурулармен күреседі, т.б. Ақуыздар азықтың құрамына кіреді. Адам тәулігіне, шамамен, — 100 г ақуыз қабылдауы керек. Азықпен түскен ақуыз әуелі асқазанда, сосын ішектегі ферменттердің әсерінен гидролизденіп, аминқышқылдарына дейін ыдырайды. Белок мөлшері аминқышқылдарының санына қарай және молекулалық массасына қарай дальтон бірлігі негізінде өлшенеді

27.Нәруыздардың қызметі .

Нәруыздар маңызды қызметтерді атқарады :Құрылымды(биомембраналар құрамыны кіреді ).2)Энергетикалық (қуат көзі болып табылады).3)Катализдеуші (ферменттер)4)Сигналдық (гормондар,нейропептидтер).5)Қозғаушы(миозин).6)Өткізгіштік (арналар,сорғыштар).7)Тасымалдаушы (гемоглобин).8)Реттеуші(репликация,трансляция,транскрипция факторлары)

ДНҚ учаскелерімен байланысып гендер экспрессиясын реттейді
Ақуыздар фолдингін реттейді

28-билет

Нәруыз биосинтезі.Транскрипцияның инициациясы.

Нәруыз биосинтезі —Күрделі әрі көпсатылы , аРНК және тРНК қатысуымен тірі ағзалардың жасушасындағы рибосомаларында амин қышқылдарының қалдықтарынан полипептидті тізбектің синтезделу үрдісі . Нәруыз биосинтезі-транскрипция және трансляция болып бөлінеді. Нәруыз биосинтезі цитоплазмада-аминқышқылдар,ақпараттық РНҚ,т-РНҚ,рибосомалар,ферменттер,АТФ мол,ГТФ мол,ерігіш белоктар,бейорганикалық катиондар.Нәруыз биосинтезі 200 дей белоктардың қатысуымен жүретін биохимиялық процесс.3 кезеңнен тұрады:

1)инициация,2)элонгация,3)терминация

Транскрипция –Ядрода РНҚ синтезі процесі

Транскрипция-ДНҚ молекуласындағы ақпараттың РНҚ молекуласына көшіріліп жазылуы(РНҚ синтезі)

Инициация-трансляция басталу кезеңі,бұл кезде рибосома а-РНҚ мен байланысып, рибосоманың үлкен бөлшегіндегі А-учаскеге т-РНҚ мен-метиониннің келіп орналасуы.Транскрипция инициациясы алуан түрлі транскрипциялық факторлардың қатынасуын қажет етеді.Осы процесстің жүзеге асуына:біріншіден,транскрипциялық фактор ТФІІД ТАТА-бокспен байланысады.Екіншіден түзілген ТФІІД—ТАТА бокс транскрипциялық факторлар ТФІІА және ТФІІВ жалғануға мүмкіндік береді.Үшіншіден, ТФІІА және ТФІІВ транкрипциялық факторлар ДВ кешенін қалыптастырып РНҚ полимераза ІІ нің промоторлық сайтпен байланысуына мүмкіндік береді.Төртіншіден,РНҚ полимераза ІІ ТФІІҒ пен бірге промотормен байланысып,транскрипциялық кешен қалыптастырады.Бесіншіден,транскрипциялық кешенге ТФІІҒ, ТФІІН ТФІІJ транскрипциялық факторлардың жүйелі түрде қосылуы транскрипцияның басталуына әкеледі.Транскрипция инициацияның ең негізгісі ТФІІН фактордың қосылуы.

29-билет

Нәруыз биосинтезі.Транскрипцияның элонгациясы.

Нәруыз биосинтезі —Күрделі әрі көпсатылы , мРНК және тРНК қатысуымен тірі ағзалардың жасушасындағы рибосомаларында амин қышқылдарының қалдықтарынан полипептидті тізбектің синтезделу үрдісі .Нәруыз биосинтезі-транскрипция және трансляция болып бөлінеді. Нәруыз биосинтезі цитоплазмада-аминқышқылдар,ақпараттық РНҚ,т-РНҚ,рибосомалар,ферменттер,АТФ мол,ГТФ мол,ерігіш белоктар,бейорганикалық катиондар.Нәруыз биосинтезі 200 дей белоктардың қатысуымен жүретін биохимиялық процесс.3 кезеңнен тұрады:

1)инициация,2)элонгация,3)терминация

Транскрипция –Ядрода РНҚ синтезі процесі

Элонгация-полипептидтік тізбектің ұзаруы,ақуыз синтезінің әрі қарай жалғасуы.

Элонгация прцесіне элонгация факторлары деп аталатын арнайы белоктар қатысады.Ол РНҚ полимераза ІІ ферментінің активтілігін күшейтіп аРНҚ ның синтезделуін жоғарылатады.Олардың ішінде 2 белоктық фактордың қызметі ерекше:1) ТФІІҒ а-РНҚ полимеразамен үйлесімді әрекеттесе отырып а-РНҚ тізбегін ұзартып,өсу жылдамдығын тездетеді.2) ТФІІS а-РНҚ тізбегінің матрицалық синтезі барысында байқалатын кедергілерді жойып,элонгацияның қалыпты жүруін қамтамасыз етеді.

30-билет

Нәруыз биосинтезі.Транскрипцияның терминациясы

Нәруыз биосинтезі —Күрделі әрі көпсатылы , мРНК және тРНК қатысуымен тірі ағзалардың жасушасындағы рибосомаларында амин қышқылдарының қалдықтарынан полипептидті тізбектің синтезделу үрдісі.Нәруыз биосинтезі цитоплазмада-аминқышқылдар,ақпараттық РНҚ,т-РНҚ,рибосомалар,ферменттер,АТФ мол,ГТФ мол,ерігіш белоктар,бейорганикалық катиондар.Нәруыз биосинтезі 200 дей белоктардың қатысуымен жүретін биохимиялық процесс.3 кезеңнен тұрады:

1)инициация,2)элонгация,3)терминация

Нәруыз биосинтезі-транскрипция және трансляция болып бөлінеді.Транскрипция –Ядрода РНҚ синтезі процесі

Терминация-транскрипция және трансляция құбылысының аяқталуы.Эукариоттарда транскрипция терминациясы прокариоттардағы сияқты терминациялық сайттарда жүреді.Алайда ол сайттардың табиғаты әлі де белгісіз.Олар а-РНҚның 3 ұшынан айтарлықтай арақаштықта орналасуы мүмкін.

31-билет

Нәруыз биосинтезі.Трансляцияның инициациясы

Нәруыз биосинтезі —Күрделі әрі көпсатылы , мРНК және тРНК қатысуымен тірі ағзалардың жасушасындағы рибосомаларында амин қышқылдарының қалдықтарынан полипептидті тізбектің синтезделу үрдісі.Нәруыз биосинтезі-транскрипция және трансляция болып бөлінеді.Трансляция-а-РНҚ негізінде рибосомаларда ақуыздың синтезделуі. Нәруыз биосинтезі цитоплазмада-аминқышқылдар,ақпараттық РНҚ,т-РНҚ,рибосомалар,ферменттер,АТФ мол,ГТФ мол,ерігіш белоктар,бейорганикалық катиондар.Нәруыз биосинтезі 200 дей белоктардың қатысуымен жүретін биохимиялық процесс.3 кезеңнен тұрады:

1)инициация,2)элонгация,3)терминация

Инициация-трансляция басталу кезеңі,бұл кезде рибосома а-РНҚ мен байланысып, рибосоманың үлкен бөлшегіндегі А-учаскеге т-РНҚ мен-метиониннің келіп орналасуы. Инициация сатысында-аминқышқылының активтенуі,т-РНҚ кешенінің түзілуі,а-РНҚ мен рибосоманың кіші суббірліктерінің түзілуі,а-РНҚ мен аминқышқылы кешенінің рибосоманың кіші суббірлігімен жалғануы.Осы әрекеттердің нәтижесінде инициаторлық кешен қалыптасады.Бұл кешеннің қалыптасуына инициациялық ІҒ1,ІҒ2,ІҒ3 факторлар қатысады.Инициация процесінің ерекшеліктері:

1)Старттық РНҚ-ның жалғануы а-РНҚ кодонымен анықталмайды.Өйткені бұл жағдай а-РНҚ ның рибосома жалғануына дейін байқалады.2)Старттық РНҚ рибосоманың «Р» учаскесіне енеді,ал қалған аминоацил т-РНҚ лар алдымен «А» учаскеге,соңынан «Р» учаскеге ауысады.

32-билет

Нәруыз биосинтезі.Трансляцияның элонгациясы

Нәруыз биосинтезі —Күрделі әрі көпсатылы , мРНК және тРНК қатысуымен тірі ағзалардың жасушасындағы рибосомаларында амин қышқылдарының қалдықтарынан полипептидті тізбектің синтезделу үрдісі.Нәруыз биосинтезі-транскрипция және трансляция болып бөлінеді.Трансляция-а-РНҚ негізінде рибосомаларда ақуыздың синтезделуі. Нәруыз биосинтезі цитоплазмада-аминқышқылдар,ақпараттық РНҚ,т-РНҚ,рибосомалар,ферменттер,АТФ мол,ГТФ мол,ерігіш белоктар,бейорганикалық катиондар.Нәруыз биосинтезі 200 дей белоктардың қатысуымен жүретін биохимиялық процесс.3 кезеңнен тұрады:

1)инициация,2)элонгация,3)терминация

Элонгация-полипептидтік тізбектің ұзаруы,ақуыз синтезінің әрі қарай жалғасуы.

Элонгация сатысында-өзінің аминқышқылымен байланысқан екінші т-РНҚ элонгация факторлары деп аталатын белоктардың көмегімен А учаскеге енеді.Белоктардың құрамында ГТФ молекулалары болады.А учаскесінің қарсысында а-РНҚ ның екінші кодоны орналасқан.а-РНҚ мен т-РНҚ ның комплементарлы негіздерінің арасында сутекті байланыстар түзілу үшін ГТФ молекуласының гидролизі нәтижесінде энергия жұмсалады.

Биосинтез ары қарай жалғасуы үшін рибосоманың А учаскесі босауы тиіс,себебі ол жерге келесі т-РНҚ өзінің аминқышқылымен келіп орнығады.Сондықтан рибосома а-РНҚ ның бойымен алға қарай жылжиды.Бұл процесс транслокация деп аталып 3 сатыдан тұрады:а)т-РНҚ рибосомадағы Р учаскеден шығады;б)т-РНҚ дипептид А учаскеден Р учаскеге ауысады;в)рибосома а-РНҚ бойымен 5 ұшынан 3 ұшы бағытында бір кодонға жылжиды.Элонгация факторы-транслоказа және ГТФ көмегімен іске асады.

Полипептид тізбектің түзілуі барысында а-РНҚ дағы екінші кодон рибосоманың А учаскесінде аминоацил-тРНҚ мен жұптасады.Осы аталған барлық әрекеттердің қайталанып жүруі барысында полипептидтік тізбек синтезделіп,ұзарады.

33-билет

Нәруыз биосинтезі.Трансляцияның элонгациясы

Нәруыз биосинтезі —Күрделі әрі көпсатылы , мРНК және тРНК қатысуымен тірі ағзалардың жасушасындағы рибосомаларында амин қышқылдарының қалдықтарынан полипептидті тізбектің синтезделу үрдісі.Нәруыз биосинтезі-транскрипция және трансляция болып бөлінеді.Трансляция-а-РНҚ негізінде рибосомаларда ақуыздың синтезделуі. Нәруыз биосинтезі цитоплазмада-аминқышқылдар,ақпараттық РНҚ,т-РНҚ,рибосомалар,ферменттер,АТФ мол,ГТФ мол,ерігіш белоктар,бейорганикалық катиондар.Нәруыз биосинтезі 200 дей белоктардың қатысуымен жүретін биохимиялық процесс.3 кезеңнен тұрады:

1)инициация,2)элонгация,3)терминация

Рибосоманың А орталығында 3 мағынасыз кез-келгенінің орналасуы,трансляцияның аяқталуы туралы сигнал береді.Бұндай кодондарды а,т-РНҚ ғана емес,терминацияның ақуыздық факторы да таниды.Мұндай фактордың 2-і белгілі:eRF1,eRF2.Олардың біреуі –УАА,УАГ кодондарын таныса,екіншісі-УАА,УГА кодондарын таниды.Терминациялық факторлар 50кДа болатын-3 доменнен тұратын ақуыз.

N домен –терминациялық кодонды танып байланысады,кері кодтау арқылы ақуыз синтезінің аяқталуы туралы сигналды қабылдайды,оны рибосоманың ПТФ орталығында орналасқан М-доменге өткізеді.Ал М-домен ПТФ орталықтың гидролазалық белсенділігін стимулдайды. Синтезделген пептидтік тізбек,т –РНҚ және а-РНҚ диссоциацияланып рибосоманы тастап шығады,ал рибосома 2 бөлшекке ыдырап,жаңа полипептидті синтездеуге дайындалады.

34-билет м-РНҚ ның посттранскрипциялық модификациясы

35-билет

Генетикалық кодтың сипаттамасы.

Генетикалық код-тұқымқуалаушылық ақпараттың,яғни 20 аминқышқылдар туралы ақпараттың ,ДНҚ мол 4 нуклеотидтер(А,Г,Ц,Т) арқылы қысқаша жазылу,сақталу,жүзеге асу жүйесі болып табылады.ДНҚ мол 2 тізбегі бір-бірінен қызметтік рөлі жағынан ерекшеленеді: 1)кодтаушы,2)матрицалық

1)Кодтаушы-5 ұшынан -3 ұшына қарай жүреді

2)Матрицалық-3 ұшынан 5 ұшына қарай өзгереді

ДНҚ мол ақпараттың өлшем бірлігі-триплет саналады,яғни 3 нуклеотид 1 аминқышқылын анықтайды.Сонымен генетикалық код 1 нуклеотидтен көп болуы тиіс,себебі кодон 1 нуклеотидтен тұрады десек,4 нуклеотид-4ақ кодонды қалыптастырар еді,ал аминқышқылдар саны 20,демек 4 кодон жеткіліксіз. 1954 жылы америка ғалымы Г.Гамов теория күйінде генетикалық код 3 нуклеотидтен тұрады деп болжам жасаған. 1961 жылы Ф.Крик генетикалық код триплетті болатынын тәжірбие жасап дәлелдеді,лабораториялық жағдайда 3Урацилдің фенилаланин аминқышқылын анықтайтынын көрсетті. 64 кодоннның 61 і мағыналы кодондар,яғни 20 аминқышқылының 1-ін анықтайды,ал 3-уі мағынасыз кодондар,яғни ешқандай аминқышқылдарын анықтамайды,олар ақуыз синтезінің аяқталуын бақылайды.Сондықтан оларды-Стоп кодондар дейді. Кодондар-ДНҚ мол кодтарына сәйкес келетін а-РНҚ триплеттерін айтады.

36-билет

Генетикалық код.Генетикалық кодтың қасиеттері:триплеттік,үздіксіздік,колинеарлық.

Генетикалық кодтың қасиеттері:1)Кодондар триплетті(үш өрімді )болады;2)Кодондар а-РНҚ тізбегінде бірінен кейін бірі үзіліссіз-үтірсіз,нүктесіз,бірізділікпен орналасады.

3)Генетикалық код коллинеарлы болады,яғни нуклеин қышқылдарындағы нуклеотидтер реттілігі полипептид молекуласындағы аминқышқылдар реттілігіне сәйкес келеді.

37-билет

Генетикалық код. Генетикалық кодтың қасиеттері:арнайылығы,артықтылығы,әмбебаптылығы(универсалдылығы)

Генетикалық кодтың қасиеттері: 1)Генетикалық код әмбебапты болады,яғни кодондар барлық тірі ағзаларда бірдей аминқышқылдарын анықтайды;

2)Генетикалық код артық болады,яғни әрбір аминқышқылы 2-6 кодон арқылы анықталады,тек метионин және триптофон аминқышқылдары бір ғана кодон арқылы анықталады

3)кодондар нақтылы болады,яғни әрбір мағыналы кодондарға бір аминқышқылына сәйкес келеді

38-билет

Процессинг.Сплайсинг

Процессинг-пре РНҚ–лардың пісіп жетілуі.3кезеңге бөлінеді:

1)кейбір нуклеотидтердің алынып тасталуы,2)кейбір нуклеотидтердің жалғануы,3)олардың модификациялануы

Артық нуклеотидтердің алыныпи тасталуы ерекше нуклеазалар арқылы жүзеге асады.Экзонуклеазалар тізбектің бір ұшынан бір-бірлеп нуклеотидтерді алып тастайды,ал эндонуклеазалар тізбекті бөлшектеп оны жеке фрагменттерге бөледі.А)нуклеазалар тізбек ұштарынан «артық» нуклеотидтерді үзіп отырады.В)Пре тРНҚ және барлық пре а-РНҚ лардың интрондық бірізділіктері алынып тасталады.Сол сияқты ,экзондық бірізділіктер тұтас бір тізбекке жалғанады,оны сплайсинг дейді.Бұл іске асуы үшін эндонуклеазалармен қатар лигазалар қажет. Процессинг барысында көптеген нуклеотидтер транкрипциясыз байланысады.Процессингнің маңызды құбылысы-олардың құрамында модификацияланған нуклеотидтерінің пайда болуы. Пре тРНҚ лардың модификациялануы көп түрлі болып келеді,мысалы:уридин қалдығының тотықсыздануы,изомерленуі,метилденуі.

Аталған құбылыстар Процессинг пайда болуына алып келеді,мысалы:а)4 түрлі рРНҚ-ның:28S рРНҚ,18S рРНҚ,5,8SрРНҚ,5S рРНҚ;б)бірнеше ондаған т-РНҚ лардың ;3)мыңдаған аРНҚ молекулаларының түзілуіне.

Сплайсинг-пре аРНҚның экзондарының бір-бірімен жалғануы.

39-билет

Прокариоттардың транскрипциясы

Прокариоттарда транскрипция үш кезеңнен тұрады:1)Инициация;2)Элонгация;3)Терминация

Транскрипция процесі 5-3 бағытында жүреді.Матрицалық ДНҚ-ның транскрипция жүретін учаскесі-кодтаушы учаске деп аталады.Транскрипция процесі геннің реттеуші учаскесінде орналасқан старттық нүктені танып,онымен байланысуынан басталады.Промоторда орналасқан арнайы нуклеотидтер жүйесі старттық нүкте болып табылады.Оны (-35) жүйе танылатын жүйелік деп атайды.Құрамында 9 нуклеотидтен тұратын консенсустық жүйе болады.Осыдан кейін РНҚ полимераза инициация сайтын танып,байланысады.Прокариоттар промоторы 20-200нуклеотидтен тұрады.Оның құрамында 7 нуклеотидтен құралған арнайы жүйе:ТАТАААТ –бар.Түрлі прокариоттарда бұл жүйеде 5 тен-10 ға дейін нуклеотидтер болуы мүмкін.Мұны Прибнов боксы деп атайды.Транскрипция жүруі үшін міндетті түрде қосарлана ширатылған ДНҚ тізбектері тарқатылуы тиіс.Транскрипция процесі РНҚ полимеразаның кор ферменті арқылы іске асырылады.РНҚ полимеразада нуклеотидтермен байланысатын сайт:инициация және элонгация сайты болады.Инициация сайты тек пуриндік трифосфаттармен ,аденозинтрифосфатпен(АТФ),ГТФ байланысады.Синтезделетін ең бірінші нуклеотид АТФ.Бұл ДНҚ мол транскрипцияланатын бірінші азотты негіз-тимин екенін білдіреді. Артынша РНҚ полимеразаның элонгация сайты ДНҚ тізбегіндегі келесі нулеотидке комплементарлы нулеозидтрифосфатпен байланысады.Транскрипцияның терминация кезеңі арнайы терминаторлық нуклеотидер жүйесі орналасқан учаскеде жүреді.Транскрипция терминацияның 2 түрін ажыратады:1)Тек ДНҚ мол арнайы нуклеотидтер жүйесіне тәуелді.2)Ро-фактор деп аталатын терминаторлық белоктың болуына тәуелді терминация.Терминацияның аталған 2 типінде жүретін әрекеттер: 1)а-РНҚ ның синтезі тоқтайды;2)аРНҚ ның тізбегі ДНҚ дан ажырап бөлінеді.Транскрипцияның қайталану циклі а-РНҚ ның келесі қайталанған синтезін қамтамасыз ету үшін кор-ферменттің бос сигма-факторымен қосылып холофермент түзуімен байланысты.

40-билет

Эукариоттардың транскрипциясы

Эукариоттардың транскрипциясы үш кезеңнен тұрады:1)Инициация;2)Элонгация;3)Терминация

Эукариоттардың транскрипциясына РНҚ полимеразаның 3 түрі қатысады:РНҚ полимераза-І,ІІ,ІІІ.Әрқайсысының салмағы-500000 дальтон.Ол 2 үлкен және көптеген кіші суббірліктерден тұрады.Эукариоттық транскрипцияның ерекшелігі-РНҚ полимераза өздігінен транскрипцияны инициациялай алмайды.Активтелуі үшін ТЖФ деп аталатын бірқатар белоктардың тобы қажет.Қазіргі кезде ТЖФның 6 түрі зерттеліп,анықталған:ТФІІА,ТФІІВ,ТФІІД,ТФІІЕ,ТФІІҒ,ТФН.Бұлардың ішіндегі ТФІІД ның қызметі ерекше. Олардың құрамында ТАТА боксын байланыстырушы белоктар мен факторлар болады.Транскрипциялаушы кешеннің құрамына SRB белоктары кіреді.Нуклеосомаларды бұзу арқылы ДНҚ мол тығыз жинақталған күйін ажыратады.Эукариоттар генінің промоторында 7 нуклеотидтен тұрады: консенсустық жүйелік болады.Оны ТАТА-бокс деп атайды.Транскрипцияға қатынасатынДНҚ дағы реттеуші жүйелер: промоторлар,энхансерлер мен сайленсерлер құрамдары бойынша ажыратылады. Транскрипциялық фактор-транкрипцияны бастауға қажетті белоктар.Ол РНҚ полимераза құрамын кірмейді.Транскрипциялық факторлар ДНҚ ның нуклеотидтер жүйесін,РНҚ полимеразаны,басқа факторларды тануға мүмкіндік береді.

Аминқышқылдарының арнайы жалпылама орналасу реті бар бірқатар белоктар белгілі:Олар:1)Стероидтық гормондардың рецепторларын ДНҚ мен байланысатын домендер.

2)Мырыштық саусақтар-типтес жалпы аминқышқылдық жүйелер.Транскрипциялық факторларда кездеседі.3)Шиыршық-айналма-шиыршық.Бұл домен фаг репрессорлары мен дамуын реттейтін белоктар анықталған.4)Шиыршық-ілмек-шиыршық.Кейбір дамуды реттейтін белоктардан табылған. 5)Лейциндік ілгек –бұл белок әр 7 орында лейцин орналасқан аминқышқылдар жүйесінен тұрады.

Промоторлар-транскрипция басталатын ДНҚ молекуласының бір учаскесі Транскрипция –Ядрода РНҚ синтезі процесі

Транскрипция-ДНҚ молекуласындағы ақпараттың РНҚ молекуласына көшіріліп жазылуы(РНҚ синтезі)

Инициация-трансляция басталу кезеңі,бұл кезде рибосома а-РНҚ мен байланысып, рибосоманың үлкен бөлшегіндегі А-учаскеге т-РНҚ мен-метиониннің келіп орналасуы. Элонгация-полипептидтік тізбектің ұзаруы,ақуыз синтезінің әрі қарай жалғасуы.

Элонгация прцесіне элонгация факторлары деп аталатын арнайы белоктар қатысады.

Промоторлар-транскрипция басталатын ДНҚ молекуласының бір учаскесі.

Энхансерлер-гендерден біршама алшақ орналасқан ДНҚ ның реттеуші учаскесі.