25 Билеттің 15-сі

1. Прокариот гендерінің экспрессиясын реттеудің молекулярлы механизмі. Оперон, оның құрылымдық компоненттері.

1961 жылы Жакоб және Моно оперон моделін ұсынған болатын. Олар ішек таяқшасындағы лактоза метаболизмін зерттеген болатын. Ол үш ферментпен іске асады және ұш құрылымды гендермен кодталынады. Құрылымды гендердің тізбектелініп орналасқан және физикалы өзара байланысқан.

Гендердің тізбектелініп орналасуы бір ғана реттеуші орталықтың көмегімен, барлық үш құрылымды гендерді экспрессиялы реттеуге көмектеседі, үш құрылымды гендер туралы хабар РНҚ-ның бір молекуласында жазылынған. Бұл процесс полицистронды м-РНҚ деп аталынады. Полицистронды м-РНҚ тек прокариоттарға ғана тән.

Реттеуші орталықтың құрылысы. Реттеуші орталық құрамына ген кіреді және әруақытта жұмыс халінде болады және экспрессия спецификалық реттелуге ұшырамайды, сондықтан конститутивті деп аталынады. Бұл геннің өнімі – ақуыз - репрессор. Ақуыз - репрессор 4 субьбірлікті молекула.

Конститутивті геном және құрылымды гендер арасында оперативті локус немесе оператор және промотор болады.

Оператор – бұл ДНҚ бөлігі, ұзындығы 27 жұп негізді. Промотор, оператор және құрылымды гендер қосындысы оперон деп аталады.

Прокариоттарда гендердің реттелуінің 2-і типі белгілі: позитивті және негативті.

Негативті бір ізділікті реттелу: конститутивті ген әруақытта белок – репрессорды түзіп отырады. Бұл репрессор лактоза жоқ кещде операторға отырып РНҚ-а полимеразаның промоторға қосылуына кедергі жасайды. Бұл кезде полицистронды м-РНҚ- ның синтезі жүрмейді.

Егер клеткаға индуктор (лактоза) енсе, ол репрессормен қосылып, оның конформациясын өзгертіп, операторды босатады.

Бос оператор – бұл сигнал, яғни РНҚ полимеразаның промоторға қосылуына көмектеседі, және полицистронды м-РНҚ транскрипциясы басталады.

Оперонның басқа варианты – соңғы өнімдер реакциясының реттелуі (эффектор) болып табылады. Бұл кезде реттеуші-ген белсенсіз ақуыз-репрессор синтезін анықтайды.

Соңғы өнімдер реакциясы белсенсіз репрессормен байланысып, оларды белсенді халге алып келеді. Репрессор оператормен байланысып құрылымдық гендердің транскрипциясын бөгейді және бұл процесс эффектор концентрациясы төмендегенге дейін жүреді. Содан кейін эффектор репрессордан ажырап, репрессор төмендеп оперон жұмысы жаңарады. Оперонның мұндей типі репрессивті деп аталынады, мысалы: триптофан метаболизмінің реттелуі осылай жүреді. Прокариоттарда гендердің экспрессиялы реттелуі транскрипция деңгейінде өтеді.

2. Мутациялар. Жіктелуі. Мутагендік факторлар. Репарация. Физикалық, химиялық және биологиялық мутагендердің сипаттамасы.

Тұқымқулайтын өзгергіштік комбинативті және мутационды болып бөлінеді.Мутация – бұл құрылым бұзылысы (нуклеотидті тізбек) және генетикалық материал санының өзгерісі.Спонтанды мутация дегеніміз өзіндік түзілетін белгінің бағыты болмайды. Түзілу жиілігі өте төмен, мутацияға тұрақты гендер болады. Сонымен қатар мутация түзгіш гендер, басқа гендер мутациясының жиілігін жоғарлататын гендер болады. Мұндай гендер мутатор деп аталады Мутациялық процесс 4 негзгі түрмен көрсетіледі: гендер мутациясы, хромосомның құрылымды мутациясы, хромосом санының мутациясы, алмасқан немесе мобильді элементтер мутациясы Мутагенездің физикалық факторына – ионды сәулемен зақымдалу түрлері, яғни гамма, рентген және ультракүлгін сәулелерімен зақымдалу жатады.Химиялық мутагенез факторларына органикалық, органикалық емес және биогенді қосылыстар жатады.Органикалық емсе мутагендердің 8 топтары белгілі. Мысалы: оларға литий, кадмий, азот, фосфор және т.б. жатады. Органикалық мутагендерге гетероциклді қосылыстар, күрделі қосылыстар, көмірсутектер жатады.Биогенді мутагендер өз алдына бөлек топ астына жатады. Оларға алколоидтар, флавоноидтар, токсинді саңырауқұлақтар, кейбір антибиотиктер жатады (Қазақстандық авторлар Шигаева және әріптертері).Химиялық мутагендер нағыз немесе тік және тік емес (промутагендер) болып бөлінеді. Нағыз мутагендер мутация туғызады. Промутагендер организмдегі метоболизмдік белсенділіктен кейін мутагенді қасиетке ие болады, мысалы, микроорганизмдер мен бактерияға кофеин мутаген болып саналса және комутагенді қасиетке ие болса, ал адамдарда кофеиннің мутагенді эффектісі бауырдағы микросомальді ферменттермен төмендетіледі.Биологиялық мутагендер – бұл вирустардың РНҚ-сы мен ДНҚ-сы, вирусты емес паразитарлы агенттер (микоплазмалар, бактериялар), паразиттердің метаболизмдік өнімдері (токсоплазма, мысық сорғышы, трихинелла) және транспозондар.

3. Генетикалық рекомбинация механизмдері.

Рекомбинация кросинговера нәтижесінде түзіледі. Кроссинговер дегеніміз гомологиялық хромосоманың сегменттері және бөліктерінің алмасуы – яғни гендердің тіркес рекомбинациясымен бірге жүреді. Кроссинговер нәтижесінде гендердің тіркес ұқсас комбинациясынан жаңа комбинация түзіледі. Жасқа, ионды радиация әсеріне байланысты тағы да басқа факторға тәуелді кроссинговер жиілігі төмендейді. Рекомбинация жиілігін анықтағаннан кейін геннің тіркес тәуелді таралуын санауға болады.

Рекомбинация жиілігі хромоосмада гендердің орналасуына тәуелді. Геннің тіркесі бір-бірінен қашық болса кроссинговердің болуы мүмкін және рекомбинанттар жиі болады.

Рекомбинация жиілігі хромосомада орналасқан гендердің арақашықтығын анықтайды. Гендер арасындағы қашықтық Морганид деп аталады. Мысалы А және В арасындағы гендердің рекомбинациялық жиілігі 4%, яғни гендердің орналасу арақашықтығы 4 морганид. Геннің арақашықтығы және рекомбинация жиілігін санайтын әдісті триангуляция дейміз, ол хромосомада гендердің тізбектеліп орналасуын анықтайды және генді, хромосомды карта жасауға көмегін тигізеді. Генді карта гендер арасындағы қашықтықты және тізбектелуді көрсете алады, ал хромосомды карта олардың хромосомда орналасуын көрсетеді.