25 Билеттің 25-сі

1. Ген туралы түсінік. Геннің қасиеттері.Гендердің жіктелуі

Ген - тұқымқуалаушылықтың элементарлы бірлігі (нақты белгілердің дамуын анықтайтын ДНҚ-бөлігі), белгілі нуклеотидтер бір ізділігі болып табылады (Слайд 1).

Эукариот генінің қазіргі кездегі жіктелуі (Слайд 2).

2. Құрылымды гендер:

   1. Ақуыздарды кодтайтын гендер:

а) Уникальді гендер (геномдағы жалғыз көшірмелер); көптеген ферменттердің, тасымалдау және құрылымды ақуыздар гендері және т.б.

б) Қайталанатын –гендер: рибосомальді ақуыздар, гистондар, апоақуыздар (апоптозды), протоонкогендер және т.б. гендері.

2. т-РНҚ, р-РНҚ кодтайтын гендер (300-1600 рет қайталанған).

II. Реттеуші гендер - Басқа гендердің қызметін реттейді.

3. Миграцияланатын генетикалық элементтер - Көрші (жақын жатқан) гендердің белсенділігіне әсер етеді.

4. Псевдогендер – Транскрибленбейтін уникальді құрылымдық гендерге ұқсас, оларда интрондар болмайды.

Құрылымды гендер ақуыз, гистон және әртүрлі РНҚ- түрлеріндегі нуклеотидтердің тізбектелуі туралы ақпаратты сақтайды.

Функциональді ген (немесе тізбектелу)- құрылымдық гендердің жұмысын реттейді.

Эукариот гендері адам геномында қайталану дәрежесі және олардың қызметі бойынша жіктелінеді.

Гендер белгілі қасиеттермен сипатталынады: спецификалық, дискретті және тұтас, тұрақты, плейотропты, экспресивті және пенетрантты.

1. Спецификалық ген — құрылымдық генде нуклеотидтердің орналасуы нақты және белгілі полипептидтер р-РНҚ және т-РНҚ синтездері детерминирленеді.

2. Тұтас ген – полипептид синтезінің бағдарламасы, бөлінбейтін бірлік өзгеріс, полипептид молекуласын өзгертеді.

3. Дискреттілік субьбірлікті анықтайды. Геннің минимальді құрылымды субьбірлігі дегеніміз нуклеотидтердің комплементарлы жұптары, минимальді функциональді бірлігі – кодон.

4. Плейотропты (көптеген) әсер дегеніміз бір ген бірнеше белгінің түзілуіне жауап береді.

5. Экспрессивті қасиет дегеніміз белгілі геннің фенотипті байқалу дәрежесі, ол сыртқы орта факторына және басқа гендер әсеріне тәуелді болады.

6. Гендердің байқалу немесе көріну жиілігі пенетранттық деп аталады.

7. Фнукциональді ген (немесе тізбектелу) құрылымды геннің жұмысын реттейді, ал оның кезеңі геннің уақытша әсер етуі деп аталады.

8. Құрылымды гендер ақуыз, гистон және әртүрлі РНҚ- түрлеріндегі нуклеотидтердің тізбектелуі туралы бойында сақтайды.

2. Цитоқаңқаның негізгі компонеттері (микротүтікшелер, микрофеломенттер, аралық филаменттер).

Эукариотты клеткалар өзінің түрін өзгертуге, көшірілуге, цитоплазмада органеллаларды қорғауға және митоз кезінде хромосомаларды бөлуге қабылетті. Осы қабылеттілік негізгі цитоархитектуралы –цитоқаңқа- клеткалары құрайтын ақуыздар жыйынтығымен қамтамасыз етіледі.

Алғашқы рет цитоқаңқа эксперимент жүзінде, ерімейтін ақуызды комплекс түріндегі клетканы фракционирлеуде табылды. Құрылымды ұйымның белгілі деңгейін ұстап тұратыны анықталды. Қазіргі уақытта цитоқаңқа 3 негізгі құрылыстан тұратыны белгілі: микротүтікшелер, белсенді филаменттер және аралық филаменттер- және әрбір құрылысы мыңдаған белоктардан тұратын үшінші, аралық филаменттер. Цитоқаңқаның барлық үш негізгі эелементтері полимеризациялауға қабылетті және өзі полимерлі құрылымдарды ұйымдастыруы мүмкін. Мыңдаған ұқсас белсенді бірліктер ұзындық айтарлықтай ұзын массивтерге жинақтайды, клетканы ұзынынан № 10-15 мкм басып өтеді. Бұл өте ұзарған жіп тәрізді құрылым органеллелерды ұстап тұратын клеткаішілк каркас қызметін атқарады, және де органелалар қозғалатын «рельстері» бар.

Цитоқаңқаның негізгі компоненттерінен басқа, қосымша белоктар оның ұйымы мен функциональді интеграциясын маңызды роль атқарады. Бұл қосымша белоктар келесіге жауап береді:

10. органелланы цитоқаңқаға бекітуге, мысалы секреторлы көпіршіктерді микротүтікшелерге;

11. органеллалардың бағытына қозғалуын қамтамасыз етеді;

12. цитоқаңқаның байланысы және координациялы қызметі.

Микротүтікшелер және центросома.

Цитоқаңқаның негізгі белоктары ұзын филаменттерге полимеризациялана алады. Бұл процесс бір бағытта жүреді (ақуызды суббірліктер әрбір өсуші филаменттердің соңына қосылмайды). Филаменттер, суббірлікті қосу жағынан полярлы. Бұл дегеніміз филаментті соңдарының құрылысы әртүрлі болуы керек. Микротүтікшенің бір соңы, плюс-соңғы деп аталады, ол өте жылдам өсуі мүмкін, ал басқасы, минус-соңғы- жағы тұрақтанғанша тубулинді суббірліктерді жоғалтады. Микротүтікшелердің теріс соңы центросомаға бекінгенде бітеді, оны микротүтікшелердің орталық ұйымы (МОҰ) деп атайды, орталықта ядро жанында орналасады. Бос тубулинді суббірліктер плюс соңына қосылады. Микротүтікшелер –бұл динамикалық құрылыстар, бір уақытта, бір кезде микротүтікшелердің біреуі өсіп жатады, ал кейбіреулері қысқарады. Сонымен, шеткі клеткалар бағыты бойынша өсетін МОҰ үнемі микротүтікшелерді жасап шығарады, ал басқа микротүтікшелер МОҰ –бағыты бойынша қысқарады.

Белсенді филаменттермен салыстырсақ, микротүтікшелер тым қатты құрылысты, цитоплазманың «тіреуші сәулелері», органеллалардың ауысуы үшін «рельстер» қызметін атқарады.

Органелланың ұйымдасқан бағытты қозғалысы молекулярлы қозғалтқыш түріндегі салтаторлы қоөғалысқа жатады. Дәл осы ақуыздар микротүтікшелермен немесе белсенді филаменттермен байланысады, ал олардың қозғалысын аденозинтрифосфаттың (АТФ) гидролизі кезінде босап шығатын энергия қамтамасыз етеді.

Микротүтікшелер. Барлық эукариотты клеткаларда болатын микротүтікшелердің құрылысы ұзын жіп тәрізді, цитоплазмада созылған және торды құрайды. Ол құрылыстық ұйымды және кейбір органеллелардың (эндоплазмалық ретикулумды) ұстап тұрады. Сонымен қатар микротүтікшелер маңызды роль атқарады:

• клетканың бөлінуі;

• клеткаішілік тасымалдауда, әсіресе синаптикалық көпіршіктердің ауысушылығы;

• Гольжи комплексіне эндоплазмалық ретикулумға заттарды рециркуляциялау.

• Клетканың қозғалмалығы.

Микротүтікшелер: клиникамен байланысы. Онкологиялық ауруларды медикаментозды емдеуде тубулиннің полдимеризациясын бұзатын митоздық ұршықты, заттармен жою болып табылады (мысалы, колхицинмен, винбластинмен немесе винкристинмен).

3. Жасушаның генетикалық аппараты. Хромотиннің ұйымдасу деңгейлері.

Хромосомадағы ДНҚ ұйымы.

1 деңгейі - Нуклеосомдық жіп – d -10нм. Хроматиннің бұл құрылымдық деңгейіне келесі гистондар қатысыды: Н2А, Н2В, Н3, Н4.

Олар ақуыз дене немесе негіздерді құрайды, 8 молекуладан тұрады (әрбір гистоннан 2 молекуладан). ДНҚ молекуласы ақуыздық негіздерде спиральді оралады. Ақуызды негіздерде 146 жұп нуклеотидтерден тұратын ДНҚ бөлігі болады.

Ақуызды негіздерден бос ДНҚ бөліктері, линкерлі немесе байланыстырушы аймақ деп аталады.Олар орташа 60 жұп нуклеотидтерден тұрады. Хроматин негізі қайталанатын нуклеосома жіптерінен тұрады.

2 –дейгейі – хроматинді фибрилла -d -30. Бұл процеске гистон Н1 қатысады, линкерлі аймақпен қосылып екі негізді бір-біріне жақындатады, нәтижесінде жуклеосомды жіп спиралге бұралады, соленоид типті құрылымды құрайды.

3 – деңгейі– Интерфазалық хромонема. Бұл этап ілмекті, күрделі. Соленоидты фибрилла әртүрлі ұзындықтағы ілмекті ( 20 мыңнан 80 мың жұп нуклеотидтерге дейін) құраастырады. Хроматинді фибрилла нәтижесінде 300 нм диаметрге дейінгі құрылым түзіледі, ол интерфазалы хромонема деп аталады. Хромонемалар қосымша жинақталады, диаметрі 600-700 нм хроматидтерді құрайды. Хроматидтер метафазалы хромосома құрамына кіреді, диаметрі 1400 нм немесе 1,4 мкм.

Хромосома құрылысының негізі – хроматин – ДНҚ, РНҚ және басқа заттардың күрделі комплексі.

Хромосоманың бөліктерін эухроматин және гетерохроматин деп екіге бөледі.

Эухроматин – шашыраңқы орналасқан, ашық түске боялады, бұл генетикалы белсенді бөліктері, олардан транскрипция процесі жүреді.

Гетерохроматин – бұл бөліктер тығыз орналасқан, спиралденген генетикалы инертті. Гетерохроматин бөлінеді:

1. Құрылымды немесе конститутивті. Ешқашан транскрибирленбейді. Ядро құрылымын ұстап тұрады, көрші гендерді бөліп тұрады.

2. Факультативті – мысалы, жынысхроматині, қалыптыгомогаметалыжыныстаболады. Бұлхромосомалардыңгендерітранскрибирленбейді.

• Адам хромосомасының ДНҚ молекуласында 50-ден 245 миллионға дейін азотты негіз жұптары болады.

• Адамның бір хромосомасының ұзындығы 5 см жетеді (ДНҚ-шамамен 2 метр).

Хромосомада гендердің орналасу орыны –локус деп аталады.

Хромосома бөлігінде екінші тартылу болмаса, ол ядрошықты ұйым немесе спутник (серігі) деп аталынады. Хромосома екі жіктелуге бөлінеді: Денверлік (1964) және Париждік Денверлік жіктелу: метафазалы хромосомада центромераның орналасуы және көлеміне байланысты Париждік жіктелу профаза хромосомасын бояғанда жолақ пайда болады. Хромосома құрылысы және белгілі саны кариотип депаталады.

Рекомбинация кросинговер нәтижесінде түзіледі. Кроссинговер дегенімі з гомологиялық хромосоманың сегменттері және бөліктерінің алмасуы – яғни гендердің тіркес рекомбинациясымен бірге жүреді. Кроссинговер нәтижесінде гендер дің тіркес ұқсас комбинациясынан жаңа комбинация түзіледі. Жасқа, ионды радиация әсерінебайланыстытағы 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 депаталады.