Ilmiybaza.uz
MOLEKULYAR BIOLOGIYA. GENLAR EKSPRESSIYASI
Mashg‘ulotning o‘tkazish joyi, jihozlash:
“ Kimyo va biologiya “ amaliy mashg‘ulotlar xonasi.
Reaktivlar, idish-asboblar, tarqatma materiallar, slaydlar, Yangi axborot
texnologiyalari, sxemalar.
- UTV,deproektor, kadeoskop
Mashg‘ulotning davomiyligi
– 2 soat
Mashg‘ulotning maqsadlari.
- molekulyar biologiya
- genlar ekspressiyasi
- nuklein kislotlar (DNK, RNK), ularning birlamchi, ikkilamchi va
uchlamchi strukturalari xaqida tushuncha berish
- nuklein kislotalarning, nukleotidlari xaqida tushuncha berish
- nuklein kislotalar denaturatsiyasi va renativatsiyasi
- transkripsiya
Vazifalari:
Talaba bilish kerak:
- molekulyar biologiya
- genlar ekspressiyasi
- nuklein kislotlar (DNK, RNK), ularning birlamchi, ikkilamchi va
uchlamchi strukturalarini
- nuklein kislotalarning turlarga xosligi, xujayra asosiy nukleotidlarini,
nuklein kislotalar denaturatsiyasi va renativatsiyasini, xromatin, ribasoma,
nukleosoma, ularning tuzilishini, DNK va RNK biosintezlarini,
transkripsiyadan keyingi o‘zgarishlarning ahamiyatini.
Talaba bajara olishi kerak:
Ilmiybaza.uz
Amaliy ko‘nikmalarni bajarish – achitqi nukleoproteidlarini gidrolizat tarkibiy
qismiga sifat reaksiyasini o‘tkazish, DNK miqdorini kalorimetrik usul yordamida
aniqlash
Mavzuni asoslash
Dars davimida olingan bilimlar normal va patologik fiziologiyada, irsiy
belgilarni saqlash va ularni nasldan naslga o‘tkazish xaqidagi bilimlarni
chuqurlashtiradi.
Xujayraning asosiy nukleotidlari xaqidagi bilimlar biokimyoni yaxshi
o‘zlashtirishga yordam beradi.
Fanlararo va fan ichidagi bog‘liqlik
Nuklein kislotalarni o‘rganish normal va patologik fiziologiya, farmakologiya,
yuqumli kasalliklar, terapiya, jarroxlik bo‘yicha bilimlar bilan bog‘liq.
Molekulyar biologiya
Gen va uning xususiyatlari.
Organizmlarning
hayot
faoliyati
davomida
irsiy
material
ishlaydi,
reduplikitsiyalanadi, mutatsion yoki rekombinatsiya o‘zgarishlarga uchraydi. Biroq
hozirgi vaqtda molekulyar genetikaning rivojlanishi tufayli gen redupliklikatsiya,
mutatsiyalanish va rekombinatsiyalanish birligi deb qaralmaydi. Gen irsiy
materialning ishlash birligidir, ya’ni ota-ona belgilarini nasldan-naslga o‘tkazish
birligidir. "Belgi" deganda bir organizmning ikkinchisidan ajratishga (farqlashga)
imkon beradigan xohlagan alohida bir sifat va xususiyat tushuniladi.
Kimyoviy xususiyatiga ko’ra gen DNK molekulasining bir qismidir. Xozirgi
genetikada bu qismi "Sistron" deyiladi.
Gen bir qator xususiyatlarga ega. Ulardan biri ta’sirining diskretligidir, ya’ni turli
xil belgilar xromosomaning turli qismlarida joylashgan turli xil genlar tomonidan
mutatsion o‘zgarishlarga duchor bo‘lmasa bir qator avlodlarga o‘zgarmay o‘tadi.
Ilmiybaza.uz
Genning ta’siri o‘ziga xos, ya’ni har bir gen aloxida-aloxida belgini yoki belgilar
guruxini yuzaga chiqishini ta’minlaydi. Bir genning bir vaqtda bir necha belgining
yuzaga chiqarishi pleyotropiya deyiladi. Masalan, marfan sindromida gen
mutatsiyasi biriktiruvchi to‘qimada o‘zgarishlar yuzaga chiqarib oqibatda ko‘pgina
kasalliklarga olib keladi.
Juda ko‘pchilik genlar ikkita yoki ko‘prok alternativ (bir birini inkor etuvchi)
variantlar (allellar) shaklida mavjuddirlar. Aloxida olingan bir genning hamma
allellari bitta xromosomaning ma’lum bir lokus deb ataladigan joyida joylashgan
bo‘ladi. Allel genlarning alternativ harakteri shundan iboratki, bir vaqtning o‘zida
xromosomaning ayni shu lokusida faqatgina bitta allel joylashagan bo‘ladi. Allellar
guruxi mutatsiyalar ta’sirida yuzaga chiqadi. Shuning uchun allellar o‘zida
saklanayotgan belgi haqidaagi informatsiya bilan farq kiladi.
Masalan, yetuk odamlarda gemoglobinlarning yuzdan ortik xili topilganini aytsa
bo‘ladi. Normal gemoglobinning oksil qismi katta odamlarda alfa va beta
polipeptidlardan iborat bo‘lib, ularning har biri 2-martadan takrorlanadi. Alfa-
polipeptid 141, beta-polipeptid esa 146-ta aminokislota koldigidan tashkil topgan.
Ana shu normal alfa va beta polipeptidlar zanjirida bironta aminokislotaning urni
almashib qolsa, u mutatsiya natijasi hisoblanadi. Masalan, HbS normal Hb dan 6-
o’rindagi glutamin kislota o’rniga valin o’rnashib qolganining natijasida hosil
bo‘ladi. Xozirgi vaqtda 80 xil gemoglabin ana shunday mutatsiyalar natijasida hosil
bo‘lganligi ma’lum.
Mendel qonunlarini o‘rganishimizda biz belgilarning mustakil xolda nasldan-naslga
berilish xodisasini ko’rdik. Dominantlik, chala dominantlik xodisalari bilan
tanishdik.
Bo‘larning hammasi turli xil (gomolog bo‘lmagan) xromosomalarga taalluqlidir.
Ma’lumki, odamning hamma somatik xujayralari 46 tadan xromosomaga ega. Biroq,
odamdagi belgilar nixoyatda ko‘p sonlidir. Demak, bundan xromosomalarda juda
ko‘plab genlar joylashgan degan xulosa chiqarish mumkin.
Bitta xromomsomada joylashgan genlar birikkan genlar deyiladi. U yoki bu
xromosomadagi hamma genlar birikish guruxini tashkil etadi; ular odatda
Ilmiybaza.uz
gametogenez davrida 1 ta gametaga tushadi va birgalikda nasldan-naslga o‘tadi.
Shunday qilib, bitta birikish guruxiga kirgan genlar Mendelning mustaqil xolda
nasldan-naslga o‘tish haqidaagi qoidasiga buysunmaydi.
Shuning uchun digibrid chatishtirishda ular kutilgan 9:3:3:1 nisbatni bermaydi,
balki, turli xil nisbatdagi belgilar yuzaga chiqadi.
Masalan, meva pashshasida tana rangi va qanotining uzun-qisqaligini quyidagi
allellar jufti nazorat kiladi: kulrang tana-kora tana, uzun qanot-kalta qanotlik.
Kulrang tana va uzun qanotlik dominant belgidir va aksincha.
Kulrang tana va uzun qanotli gomozigot pashshani kora tana va kalta qanotli
gomozigot pashsha bilan chatishtirishda Mendel qonuni bo’yicha F2da 9:3:3:1
nisbat olinishi kerak edi. Biroq, bu kutilgan natija o’rniga F2da 3:1 nisbatda ota-
onalar fenotipi olingan. Bundan tananing rangini va qanotning uzunligini
belgilaydigan genlar bitta xromosomada joylashagan ya’ni ular birikkan genlardir
degan xulosa chiqarish mumkin.
Buni quyidagi sxemada va 13 rasmda ko‘rish mumkin:
G-kulrang tana (dominant belgi)
G-qora tana (retsessiv belgi)
L-uzun qanot (dominant belgi)
l -kalta qanot (retsessiv belgi)
Ota-onalar
Kulrang tana,
Qora tana,
fenotipi
uzun qanot
kalta qanot
G. .G
g . .g
x
L. .L
l. .l
Meyoz
G.
.g
Ilmiybaza.uz
x
Gametalar (n)
L.
.l
Tasodifiy chatishish G g
F1 Genotipi (2n)
L
l
hammasi geterozigota (kulrang tana va uzun qanotli).
F1 ni uzaro chatishtirishda quyidagicha natija olinadi
G. .g
G. .g
x
L. .l
L. .l
Tasodifiy chatishishdan G. .G
G. .g
g. .G
g. .g
F2 genotiplari L. .L
L. .l
l. .L
l. .l
fenotiplari 3 ta kulrang tana
1 ta kora tana
uzun qanot
kalta qanot
Ilmiybaza.uz
13 - rasm. Drozofila pashshasining tana ranggi va qanotining uzun-qisqaligini
belgilovchi genlarning birikkan xolda naslga o‘tishi.
Odatda esa 3:1 nisbat har doim yuzaga chikmaydi, balki 4 xil fenotip hosil bo‘ladi.
Bundan to‘liq biriqish kamdan-kam xollarda yuz beradi, degan xulosa chiqadi.
Natijada ota-ona fenotiplari bilan bir qatorda yangi belgilarga ega bo‘lgan
pashshalar-rekombinantlar hosil bo‘ladi.
SHulardan kelib chikib biriqishni quyidagicha ta’riflash mumkin:
Agar rekombinantlar ota-ona fenotiplaridan kam mikdorda hosil bo‘lsa ularni
yuzaga chiqaruvchi ikki yoki undan ortik genlar birikkan genlar deyiladi.
Biriqish xodisasini amerikalik genetik olim T.X.Morgan kashf etgan.
Morgan o‘zining drozofila ustida o‘tkazgan tahliliy chatishrishlari natijalarini
oldindan taxmin qilib quyidagi natijalarni ko‘tgan edi:
Agar, deydi u, tananing kulrang yoki kora rangini belgilaydigan yoki qanotning uzun
yoki kaltaligini belgilaydigan allellar jufti turli xromosomalarda joylashagan bo‘lsa,
ular mustakil nasldan-naslga o‘tadi va quyidagi fenotiplarni beradi:
1ta kulrang tana uzun qanot
1ta kulrang tana kalta qanot
1ta kora tana uzun qanot
Ilmiybaza.uz
1ta kora tana kalta qanot
Ya’ni 1:1:1:1 nisbatda ajralish ruy beradi.
Agar, deydi Morgan, tananing rangini va qanotning uzunligini belgilaydigan allellar
jufti bitta xromosomada joylashgan bo‘lsa, quyidagi fenotiplar yuzaga chiqadi:
1 ta kulrang tana uzun qanot
1 ta qora tana kalta qanot
Bo‘larni kuyidagi sxemalarda tushuntirish mumkin:
Agar alellar jufti turli juft xromosomalarda bo‘lsa:
Chatishtiriluv-
Kulrang tana
x qora tana
chilari fenotipi
uzun qanot
kalta qanot
Ularni geno-
GgLl
x ggll
tiplari
Meyoz
Gametalar
Tasodifiy
chatishtirish
Fenotiplari 1:1:1:1
Agar alellar jufti 1 juft xromosomada bo‘lsa:
CHatishtiriluv-
Kulrang tana
x
Kora tana
chilar fenotipi
uzun qanot
kalta qanot
Genotiplari G. .g x
g. .g
L. .l
x
l. .l
Meyoz
Gametalar
G. .g
g. .g
x
L. .l
l. .l
CHatishtirish
G. .g
g. .g
♀\♂
GL
GL
gL
gl
gl
GL
Gl
GL
Gl
gL
gl
gl
gl
Ilmiybaza.uz
x
L. .l
l. .l
1 ta kulrang
1ta qora
uzun qanot
kalta qanot
Morgan ana shunday tahliliy chatishtirishlarni juda ko‘plab o‘tkazdi va har safar o‘zi
taxmin qilgan natijani olmadi, balki, har doim quyidagi fenotiplar hosil bo‘ldi:
41,5%-kulrang uzun qanot
41,5%-kora tana kalta qanot
8,5%-kulrang tana kalta qanot
8,5%-kora tana uzun qanot
Bu natijalar asosida T.Morgan quyidagi xulosalarga kelgan:
O‘rganilgan genlar xromosomalarda joylashagan;
Har ikkala gen bitta xromosomada joylashgan, ya’ni ular birikkan genlardir;
Har bir genning allellari gomologik xromosomalarda joylashgan;
Meyoz davrida gomologik xromosomalar o‘rtasida genlarni almashtirish yuzaga
chiqqan.
Shunday qilib, yuqorida ko‘rsatilgan 17% rekombinantlarning yuzaga chiqishi
yuqoridagi xulosalarning 4-bandi bilan izoxlanadi va u krossingover deb ataladi.
Gen ekspressiyasi
Toshkent Farmasevtika Instituti, Obidov, Jo‘rayeva va Malikova muallifligi
ostida chop etilgan Biologik Kimyo o‘quv qo‘llanmasiga ko‘ra, genetik axborotning
oqimi genlar ekspressiyasi deb ataladi: u birinchi navbatda genlar transkripsiyasi –
RNK hosil bo‘lishiga olib keladi. Your Genome.org axborotiga ko‘ra, gen
ekspressiyasi juda ham izchil boshqaruvdagi jarayon hisoblanadi va ishlab
chiqarilayotgan proteinlarning miqdorini nazorat qilib turadi. Genlarning muttasil
ekspressiyasi hujayraga talabchan bo‘ladi va shuning uchun u murakkab hujayraviy
jarayonlar orqali tartibga solib turilishi lozim.
Ilmiybaza.uz
Amerika Medisina Milliy Kutubxonasiga ko‘ra, agar gen ekspressiyasi tartibga
solib turilmasa va mutasiya yoki murakkab gen tartibi jarayonlarida o‘zgarishlar
sabab yuqori darajadagi eskpressiya sodir bo‘lsa, bu holat saraton kasalligi kelib
chiqishiga sabab bo‘ladi.
Saratonga olib boradigan ana shunday tartibga solinmagan gen eskpressiyasining
yorqin namunasi dopamin gen reseptori bilan yuz beradigan holatdir. Amerika
Milliy Biotexnologik Axborotlar Markazining ma’lumotlariga ko‘ra, DRD deb
ham ataladigan dopamin retseptori aslida protein hisoblanadi va dopamin geni bilan
kodlangan bo‘ladi. Beshta tarkibiy qismlarga bo‘linadi (DRD-1, DRD -2, DRD -3,
DRD -4, DRD -5) va aynan saraton bilan og‘rigan bemorlarda DRD -2 va DRD -4
genlarining yuqori ekspressiyasi kuzatiladi.
Tadqiqot qatnashchilari har biri 120 daqiqadan davom etgan jami o‘nta amaliyotdan
o‘tdilar va har safar uyda bajarish uchun vazifalar berildi. Uy vazifa Allohga
yaqinlashtiradigan zikr va duolaran iborat bo‘ldi. Natijalarni qiyoslash maqsadida
huddi shunday kasalligi bor, lekin amaliyotda qatnashmagan va butkul sog‘lom
bemorlarning qon namunalari olindi. Tadqiqot yakunida esa kutilmagan natijalar
qo‘lga kiritildi. Natijalarga ko‘ra, kuchli Islomiy ta’sirdan so‘ng ko‘krak saratoni
bilan kasallangan bemorlarda dopamin gen reseptori (DRD2-4) ekspressiyasi keskin
pasaygani va sog‘lom odamlarning gen ekspressiyasi darajasi bilan deyarli teng
holatga kelganligi aniqlandi. Ya’ni qisqa muddat ichida bemorlarning Islom hayoti
bilan yashay boshlaganlari ularda saratonga olib boradigan omil darajasining keskin
pasayishiga olib keldi.
DRD -2 va DRD -4 genlarining yuqori ekspressiyasi saratonga olib boruvchi bir
sabab bo‘lsa, saraton bemorlarining kasalligi zo‘rayishiga olib keluvchi ikkinchi
omil, yuqorida ta’kidlanganidek, stressdir. Ayniqsa bunday bemorlar stressga moyil
bo‘ladilar. Bunga faqat saraton haqidagi tashxis sababchi emas, balki kasallikning
oqibatlari – jismoniy o‘zgarishlar, tana ko‘rinishi, shifokor huzuriga uzluksiz
tashriflar va moliyaviy yuk vaj bo‘lishi mumkin. Stress darajasini pasaytirish nafaqat
saraton bemorlari uchun balki hamma uchun ham juda muhim, chunki buning salbiy
oqibatlari o‘ta ayanchlidir.
Ilmiybaza.uz
Stress eng birinchi ta’sir qiladigan narsa bu insonning immun tizimidir – immun
tizimi esa inson tanasining ichki va tashqi hujumlarga qarshi asosiy qurolidir.
Yuqoridagi tadqiqot natijasida guvoh bo‘lganingizdek, insonning Islomiy e’tiqodi,
davomli ravishda Allohni yodda tutish, uning zikrida davomli bo‘lish, silai rahm
qilish, solih amallarni qilib, qalbda sokinlikni his qilish insondagi saraton kasalligiga
sabab bo‘ladigan genlarning ekspressiyasini past darajada ushlab turishga yordam
beradi. Bu esa e’tiqodi kuchli, iymoni salomat bo‘lgan insonning saraton kasalligiga
chalinish ehtimolini bir muncha pasaytiradi. Bundan tashqari, dinda sobit bo‘lgan,
Alloh taoloning qadrini qalban his qilib uni hayotiga tadbiq qila olgan
musulmonlarda stress ancha kam bo‘ladi. Chunki e’tiqodli musulmonlarda ruhiy
xotirjamlik darajasi ancha baland bo‘lishi shu kungacha o‘nlab tadqiqotlar bilan
isbotlanib kelgan narsa. Bu ham o‘z navbatida Islomning inson sog‘lig‘i uchun
naqadar foydali ekanini yana bir bor isbotlaydi.
Ilm-fan va texnologiyalar rivojlanib borgani sari, Alloh taoloning insoniyat uchun
qoldirgan oxirgi haq dini – Islom va bu haq dinda sobit bo‘lish insoniyat uchun
jismoniy, ma’naviy, ruhiy va hattoki moliyaviy naf keltirishi, garchi Islom bunga
muxtoj bo‘lmasa-da, takror va takror ilmiy asoslab kelinaveradi.
DNK TUZILISH VA STRUKTURASI
Nuklein kislotalari yukori molekulalik va murakkab kurilishiga ega bulgan, xaet
uchun eng muxim organik birikmalardir. Tirik organizmlar uchun xos bulgan irsiy
belgilarni saklash, ularni u3 avlodlariga utkazish, organizmlarni turga xosligi va
ularni asosida yotgan oksillar biosintezi kabi asosiy xususiyatlar nuklein kislotalar
faoliyati bilan boglikdir.
1668 yili Shveysariyalik olim F.Misher ulgan leykotsitlar «yiring» yadrolari
tarkibida azot va fosfor moddalari saqlangan, kislota xususiyatga ega bulgan yangi
organik modda ajratib olib, uni nuklein pis1eiv - yadro kislotasi deb atadi.
Keyinchalik bu modda barcha xayvon, o’simlik va mikroorganizmlar tarkibida
uchraydigan asosiy organik moddalardan biri bulib chikdi. Nuklein kislotalarni
ajratib olish uchun odatda katta yadro saklovchi materiallardan foydalaniladi. Bu
jixatdan eng kulay timus bezi, achitki, talokdir. Achitki va timusdan ajratib olingan
Ilmiybaza.uz
nuklein kislotalari tarkibini solishtirish okibatida bir-biridan farklanuvchi ikki xil
nuklein kislotalari bulishi aniklandi. Timusdan olingan nuklein kislotasi tarkibida
adenin, guanin, sitozin, timin azot asoslari, karbopsuv, dezoksiriboza va fosfor
kislotasi; achitki nuklein kislotasi tarkibida esa adenin, guanin, sitozin, uratsil,
riboza va fosfor kislota borligi aniklandi. Bu moddalar tarkibidagi karbonsuvga
karab ular dezoksiribonuklein kislotasi - DNK va ribonuklein kislotasi RNK deb
ataladi. Fakat 1940 yillardagina bu ikki xil nuklein kislotalar, xаyvon, o’simlik va
mikroorganizmlar xujayralari tarkibida xam albatta bulishi kerak bulgan
moddalar ekanligi aniklandi.
Nuklein kislotalarning qurilishi
Nuklein kislotalarini kislotalik yoki fermentativ gidroliz kilish natijasida,
fosfodiefir boglari uzulib nuklein kislotalarining monomerlari mononukleotidlar
xosil buladi. Mononukleotidlarni tula gidrolizi okibatida esa azot asoslari,
pentozalar va fosfat kislotalari xosil buladi.
Nuklein kislotalarini kurilishini urganishning oson usuli sxema buyicha tula
gidroliz maxsulotlaridan yukoriga karab nuklein kislotalarini kurib chikishdir. Xar
bir azot asosi avval uglevod pentoza bilan birikadi. Bu maxsulotlarni umumiy
nomini nukleozid deyiladi.
Adenin + riboza — Adenozin nukleozidi
Guanin + riboza — Guanozin nukleozidi
Sitozin + riboza — Sitidin nukleozidi
Uratsil + riboza — Uridin nukleozidi
DNK tarkibida i - riboza urnida 6 - dezoksiriboza, uratsil urnida timin
bulganligi uchun undagi nukleozidlarni, dezoksiguanozin, dezoksitsitidin,
dezoksitimidin deb ataladi.
Xar bir nukleozidni pentozasini 5 uglerod atomiga fosfor kislotasi birikishi
natijasida nukleozidlardan nukleotidlar xosil buladi. Nukleotidlarni nomlanishi
nukleozidlar nomiga fosfor kislotasini kushishi bilan xosil kilinadi.
Adenozin + H3PO4 - Adenozin 5 monofosfat (AMF)
Guanozin + H3PO4 - Guanozin 5 monofosfat (GMF)
Ilmiybaza.uz
Sitidin + H3PO4 - Sitidin 5 monofosfat (SMF)
Uridin + H3PO4 - Uridin 5' monofosfat (UMF)
DNK tarkibidagi nukleotidlar dezoksi AMF, dezoksi GMF, dezoksi SMF, dezoksi
TMF deyiladi. Tirik organizmlar tukimalari tarkibida bu nukleotidlarni ADF, GDF,
SDF, UDF, TDF, GTF, STF,UTF, ATF, TTF shakllari xam bulib ular energiyaga
boy boglar saklab, makroergik birikmalar deb ataladi. Nukleotidlar organizmda ba’zi
fermemtlarning kofermentlari tarkibiga xam kiradi. Nuklein kislotalari
tarkibida esa ular monofosfatlar xolatida buladilar.
Nuklein kislotalari qurilmasida uchta darajadagi qurilish - birlamchi, ikkilamchi va
uchlamchi qurilishlar tafovut kilinadi.
Nuklein kislotalari birlamchi qurilishi
DNK va RNK ni tashkil etgan polinukleotid zanjirdagi nukleotidlarni ketma-ketlik
bilan joylanish tartibi ularning birlamchi kurilishi deyiladi. DNK va RNK lar
birlamchi kurilishini prinsipi bir xildir. Yuqorida aytilgandek (nukleotidlar bir-biri
bilan 8,5 fosfodiefir kovalent bog’i orkali birikkan bulib, xar bir polinukleotid
zanjirining ikkita uchi 3 va 5 uchi buladi. Demak, polinukleotid zanjiri kutbli bulib,
u 5-3 va 3-5 yunalishida bulishi mumkin, fakat ba’zi bir virus va bakteriyalar DNK
va RNK lari xalkalik kurilishiga ega buladi. Nuklein kislotalarining birlamchi
kurilishi ularni asosini tashkil kilib, ikkilamchi va uchlamchi kurilishlar xam
birlamchi kurilish orkali belgilanadi.
DNK da nukleotid suzlari bilan yozilgan irsiy axborotlar, oksillar sintezi orkali
belgilar sifatida yuzaga chikariladi. Bunda DNK ni bitta oksilni sintez kilishini
belgilaydigan kismiga kurilish geni deb ataladi. Bitta DNK molekulasida bir
necha yuzlab genlar u3 lokusida joylashgan buladi. Bu genlarning urta xisobda
98% i oksil sintezini belgilaydigan kurilish genlaridir, 2% esa t-RNK, r-RNK
larni va DNK dan kuchirma olish RNK sintezi jarayonini boshkarishda
katnashuvchi protomer va operatorlar genlaridir.
Xozirgi vaktda deyarli xamma t-RNK va ba’zi bir r-RNK larni birlamchi kurilishi
aniklangan. Turli xildagi t-RNK zanjirlarida 75 dan 90 tagacha nukleotidlar
Ilmiybaza.uz
saklanadi. Yuqori molekulali 65 r-RNK va 185 r-RNK molekulalarida 1200-1500
nukleotidlar bulishi aniklangan. DNK molekulasi juda xam ulkan bulganligi uchun,
xozirgi vaktda fakat ularni ba’zi kismlarinigina, masalan, galaktoza, laktoza,
triptofan operonlarining birlamchi kurilishi aniklangan.
DNK ning ikkilamchi va uchlamchi kurilishi
DNK molekulasini tekshirish okibatida 1949 yili Chargaf quyidagi qonuniyatlarni
ochdi. Buni fanda Chargaf qoidalari deyiladi. Bu qoidaga asosan DNK
molekulasida:
1. purin nukleotidlarining yigindisi, pirimidin nukleotidlarining
mikdoriga tengdir: A + G = S + T
2.Adeninning mikdori timinga, tengdir: A = T
3.Guaninning mikdori sitozinga tengdir: G = S
4. 6-aminofuppa saklovchi azot asoslari 6-keta gruppacha saklovchi azot
asoslari mikdoriga tengdir: G + T = A. + S
A + T mikdori G + S mikdoriga teng emas. Bu qoidadan DNK molekulasida purin
asoslari pirimidin asoslari bilan birikishi kerakligidan tashkari adenin molekulasi
albatta timin bilan 1-guanin molekulasi esa sitozin bilan birikadi degan xulosa kelib
chikadi. Bu koida ochilishi arafasida M.Uilkins DNK molekulasi litiy tuzi
molekulasini rentgen nurlari difraksiyasi usuli orkali urganib DNK molekulasi
fazoviy kurilishi xar 0,34 nm masofada davriy ravishda kaytarilishini ochdi.
YUkorida kursatilgan ma’lumotlar va chukur rentgen kurilish analizlari asosida
1953 yili Dj. Uotson va F. Krik DNK ikkilamchi kurilishini modelini taklif
kiladilar.
Model keyinchalik qo’sh spirall nomini oldi. Qo’sh spiralning 1953 yili ochilishi
biologiya tarixida ulkan bir burilishdir. U xozirgi molekulyar biolo-giyaga asos
solib yuqori axamiyatga ega bulgan bioximiyaviy va genetik xarakterdagi
tekshirishlarni yuzaga kelishiga sabab buldi. Bu modelga asosan DNK molekulasi
o’ng tomonlama burilgan qo’sh zanjirlik spiraldir. Dj. Uotson va F. Kriknish
modeliga asosan DNK molekulasi bir uk atrofida ung tomonlama buralib spiral
xosil kilgan ikki polinukleotid zanjiridan tashkil topgan birikmadir. Bu ikki
Ilmiybaza.uz
polinukleotid zanjiri bir o’q atrofida antiparallel, ya’ni bir zanjir 3-5, ikkinchisi 5-3'
yo’nalishida joylashgan buladi.
Bir o’q atrofida antiparallel joylashgan bu ikki zanjir azot asoslari o’rtasida xosil
bulgan vodorod boglari xisobiga ushlanib turiladi. Bunda bir zanjirdagi adenin azot
asosi ikkinchi zanjirdagi timin bilan ikkita vodorod bogi, guanin esa sitozin bilan
uchta vodorod bogi xisobiga birikadi. Demak, kaerda adenin bulsa, karshisida timin,
kaerda guanin bulsa karshisida sitozin joylashgan buladi. Bu CHargaf koidalarini
tugriligini isbotidir. DNK molekulasida azot asoslarining bunday joylanishini
komplementarlik tuldirish prinsipi deyiladi. Bu prinsip bir DNK molekulasidan
uziga uxshagan ikkinchi DNK ni xosil bulishi Replikatsiya, DNK dan RNK xosil
bulishi transkripsiya va i-RNK asosida oksil sintez bulishidagi translyasiya matritsa
prinsipini belgilochi faktordir. Bu ikki polinukleotid kush spiralli anik bir fazoviy
kurilishida bulib, bunda azot asoslari kush spiralning ichki kismida karbon suv va
fosfor kislota koldiklari esa tashki tomonida joylashgan buladi. DNK spiralining
xar bir buramasi 10 nukleotid koldigidan tashkil topgan bulib, uning ulchami 3,4
nmga teng keladi, ya’ni xar bir nukleotidning balandligi 0,34 nmdir.
DNK molekulasining ikkilamchi kurilishini turgunligi ikki polinukleotid
zanjirlaridagi komplementar joylashgan azot juftlari urtasidagi vodorod boglari
xisobigagina emas, balki yana zanjir ichki kismida guyoki taxlangan
tangachalarga uxshab joylashgan, azot asoslari urtasida xosil bulgan van-der-vals
boglari xisobiga xam ushlanib turiladi.
DNK ning uchlamchi kurilishi kush spiral ba’zi kismlarini yanada kuchlirok
buralishi xisobiga xosil buladi. Buni DNK molekulasi molekulasi super spirali
deyiladi. Bunday super spiral kurilishi DNK molekulasini xromosomalarda tejamli
joylanishini ta’minlaydi. CHuzilganda 8 sm atrofida bulgan DNK molekulasi
super spiral buralish xisobiga xromosomalar tarkibida 5 mm gacha kichrayadi.
Ribonuklein kislota (R N K)
RNK bir iplik molekula bulib, uni asosiy kismi ribosomada, bir kismi
sitoplazmada erigan xolda (t-RNK) va yadroda joylashgan buladi, yadroda joylashgan
RNK ning asosiy kismi yadrochada joylashadi. Ma’lumki, yadro tarkibida
Ilmiybaza.uz
kurinadigan yadrocha, xromatinda sintezlanayotgan RNK va u asosida
shakllanayotgan ribosomadir. SHuning uchun xujayra bulinayotgan davrda
xromatinlar ishlamayotganligi uchun yadro tarkibida yadrocha bulmaydi. Xdr bir
RNK DNK dagi ma’lum bir genniig kuchirmasidir, fakat bu kuchirmada
dezoksiriboza urnini riboza, timin urnini uratsil egallaydi. DNK va RNK ni bir-biriga
solishtirib kuyidagilarni kurish mumkin: 1. DNK molekulasida irsiy axborotlar,
ya’ni oksillar birlamchi kurilishining rejasi saklanadi, va bu axborotlar nasldan
naslga utkaziladi. rыk lar esa shu axborotlar asosida oksillarni sintez kiladi. 2.
DNK asosan xujayra yadrosida, RNK esa ribosoma, sitoplazma va yadroda
joylashgan buladi. 3. DNK molekulyar ogirligi bir necha yuz millionlarga teng
bulsa, RNK unda saklanuvchi yuzlab genlarning bittasini kuchirmasi bulganligi
uchun unga nisbatan ancha kichik (million atrofida va undan kichik) buladi. 4.
DNK molekulasi ikkita antiparallel joylashgan polinukleotid zanjiridan, RNK
esa bitta polinukleotid zanjiridan tashkil topgan. 5. DNK tarkibi adenin, guanin,
sitozin, timin, dezoksiriboza urnini kislotasidan tashkil topgan bulsa, RNK da
dezoksiriboza urnini riboza, timin urnidauratsil buladi.
RNK ning qurilishi
RNK polinukleotid zanjirida nukleotidlarning ketma-ket joylanish tartibi RNK
ning birlamchi kurilishi deyiladi. Nukleotidlar bir-biri bilan fosfodiefir bogi (3-
5) orkali birikadi. RNK xillarining ikkilamchi va uchlamchi kurilishlari DNK
singari bir tartibli bulmay, ularning xdr biri uziga xos ikkilamchi, uchlamchi
kurilishga ega buladi. X,ar bir i-RNK xromatin tarkibidagi DNK molekulasida
saklanayotgan bitta oksilni birlamchi kurilishini rejasi yozilgan genning
kuchirmasidir. Organizmdagi xar bir oksil UZ i-RNK si asosida xosil buladi.
Organizmda oksillarni turi
kupligi va ular turli molekulyar ogirlikka ega bulganliklari uchun i-RNK ning xam
turlari kup bulib molekulyar ogirliklari xam turlichadir. i-RNK ning ikkilamchi
kurilishi ba’zi kismlari spiral xosil kilgan, ba’zi kismlari chiziksimon tuzilgan
shaklga egadir; Spiral xosil bulishi bir polinukleotid zanjiridagi bir-biriga
komplementar bulgan kismlar orasida xosil buladi.
Ilmiybaza.uz
i-RNK ning uchlamchi kurilishi galtakka uralgan ipga uxshaydi. Bu shaklni
egallashni aloxida transport oksili - informofer ta’minlaydi. i-RNK, xosil kilinishi
kerak bulgan oksilni planini DNK dan ribosomalarga etkazadi.
T-RNKlar sitoplazmada erigan xolda joylashganligi uchun eruvchan RNK deb xam
ataladi. Ular oksil sintezlanadigan joy ribosomalarga aminokislotalarni tashib
beradi. Organizmda 20 xil aminokislota bulib, u mumiy xisobda 61 ta ma’noli
kod bulganligi uchun t-RNK ning xili xam kamida 61 ta buladi. CHunki t-RNK
da xar bir kodga komplementar uchta nukleotid saklovchi antikodon kismi buladi.
Kodlarning umumiy soni 64 ta bulib, shundan uchtasi ma’nosiz kodsir, ya’ni uchta
kodga tugri keladigan antikodonlik t-RNK bulmaydi. t-RNK ning ikkilamchi
kurilishi "beda bargi" shakliga uxshagan bulib, uning kuyidagi tugun "kovuzlok"
kismlari tafovut etiladi.
1. Akseptor kismi (tugagan kiem). Bu kiem turtta nukleotid koldigidan tuzilgan
bulib, uning oxirgi 3 ta nukleotidi (SSA) t-RNK ning xamma xillarida bir xildir.
Bunda oxirgi A nukleotidning 3-ON gruppasi bush bulib, unga aminokislotalar
karboksil gruppasi orkali birikadi. SHuning uchun bu kismni t-RNK ni akseptor
kabul kiluvchi kismi deyiladi.
2. Antikodon tuguni. Bu tugun asosan ettita nukleotid koldigi xisobiga shakllanadi.
Birok bu tugunni uchida xar bir t-RNK uchun spetsifik bulgan uchta nukleotid
koldigi kismi antikodon buladi. t-RNK antikodon i-RNK kodoni bilan
komplementarlik pritsipi asosida birikadi. Ana shu prinsip oksillarni asosini
birlamchi kurilishini belgilovchi aminokislotalarni kay tartibda joylashishi
kerakligini belgilaydi.
3. Psevdouradil tuguni. Ettita nukleotid koldigidan tishkil topgan
bulib uni tarkibida psevdouridil kislotasi buladi. Bu tugun t-RNK ni ribosoma
bilan birikishini ta’minlaydi.
4. Digidrouridin tuguni. U odatda 8-12 nukleotid koldigidan tashkil
topgan bulib, uni tarkibida albatta digidrouridin katnashadi, tugun t-RNK ga
aminokislotani spetsifik birikishini kataliz kiluvchi ferment aminoatsil t-RNK
sintetaza bilan birikish uchun kerak deb taxmin kilinadi.
Ilmiybaza.uz
5. Kushimcha tugun, uni ulchami nukleotid tarkibi, xar xil t-RNK da
turlicha bulib, vazifasi xali anik emas.
t-RNK uchlamchi kurilishi tugunlarini van-der-vals boglari xisobiga molekula
tanasi atrofida buralishi okibatida kulni tirsakdan bukilgan kismi shakliga
kirishidir. r-RNK ning ikkilamchi kurilishi bir zanjirning spirallashgan va ularni
biriktirib turuvchi spirallashmagan kismlarining ketma-ket joylashish natijasida
vujudga keladi. Uni uchlamchi kurilishi esa ribosomaning skeleti bulib tayoksimon
yoki tuguncha shaklida buladi. Tashki tomondan unga ribosoma oksillari sukulib
kirgan buladi.
Nuklein kislotalar denaturatsiyasi
Oksillar xususiyatini urganishdan bizga ma’lumki fazoviy kurilishiga ega bulgan
yukori molekulali moddalar ana shu kurilishni ta’minlab turgan kuchsiz boglarni
uzuvchi sabablar ta’sirida denaturatsiyaga moyildirlar. Nuklein kislotalarini
ikkilamchi va uchlamchi kurilishini ta’minlab turuvchi azot asoslari orasidagi
vodorod boglari va gidrofob boglarni uzilishi ularni denaturatsiyasiga sabab
buladi. Nuklein kislotalari depaturatsiyasi ularni eritmasini 70-100°S gacha
kizdirish, kuchli kislotalilik va ishkoriy muxit xosil kilish, siydikchil kushish
okibatlarida vujudga keladi. Bunda vodorod va gidrofob boglarini uzilishi natijasida
ularga xos bulgan fozoviy kurilish buziladi. DNK ning ikki zanjiri bir-biridan ajralib
ketadi va ular tartibsiz koptokcha shaklini oladi. Nuklein kislotalari 260 nm tulkin
uzunligida eng yukori optik zichlikka ega buladi, chunki bunda azot asoslari mutlok
nur yutish kobiliyatiga ega buladi. Denaturatsiyaga uchragan nuklein kislotalarini
zichligi nativ xolatdagidan yukori buladi. SHuning uchun ularni nurni yutishi xam
urtacha 1,5 marotaba kuchlirok buladi. Denaturatsiyaga uchragan nuklein
kislotalarini 260 nm tulkin uzunlikda yutish kobiliyatini bunday oshishini
gipoxram effekti deyilib, undan kizdirish davomida bulayotgan denaturatsiya
jarayonini kuzatishda foydalaniladi.
RNK biosintezi (transkripsiya)
Transkripsiya- DNKdan RNKga axborot ko‘chirish usuli
Ilmiybaza.uz
Transkripsiya deb DNKda joylashgan genetik axborotni RNKga ko‘chirish va
keyinchalik RNKdan ribosomagan o‘tkazish jarayoniga aytiladi. Transkripsiya
qilinayotgan DNK bo‘lagi transkripton deb ataladi. Transkriptonlar uzunligi 300
nukleotiddan 108 nukletidgacha bo‘lishi mumkin. Transkriptonning ma’lum
qismlari turli funksiyalarni bajaradilar. Bir gurux qismlar axborotli, boshqalar
axborot saqlmaydi. Ko‘pchilik struktur genlarda, ayniqsa eukariotlarda, genetik
axborot uzlukli yozilgan. Struktur genlardagi axborot tutuvchi qismlar ekzonlar,
axborot tutmaydigan qismlar intronlar dab ataladi. Intronlar ekzonlarga nisbatan
ko‘pincha uzunroq bo‘ladi va gen ichida intronlarga nukleotid juftliklarni ko‘p qismi
to‘-ri keladi. Masalan: ovalalbumin genida 7 intron bo‘lib, umuman olganda 7700
juft asoslar saqlaydi, splaysingdan keyin xosil bo‘lgan mRNK da esa faqatgina 1859
asoslar bo‘ladi. Balki, intronlar ekzonlar uchun qo‘shimcha boshqaruvchilik
vazifasini o‘tashlari mumkin.
Transkriptonning transkripsiya boshlanadigan qismi promotor deb ataladi.
Unga transkripsiyani engillashtiruvchi oqsillar va RNK-polmeraza birikadi.
Trayskripton
i
e
i
e
i
e
Promotor akseptor zona struktur genlar terminator
Aksertor yoki boshqaruvchi zona bilan transkripsiyaga ta’sir etuvchi turli
boshqaruvchilar bo-lanishi mumkin. Akseptor zonadan keyin intron va ekzonlarni
ketma-ketligini saqlagan struktur sistron yoki genlar keladi.
Transkripton oixirda joylashgan nukleotidlar-terminator, transkipsiyaning
tamomo bo-langanligi xaqida axborot beradi.
Transkripsiya uchun zarur:
1. Transkripsiyaga uchraydigan DNK bo‘lagi.
2. Ribonukleozidtrifosfatlar (ATF, GTF, UTF, STF)
3. DNKga bog’liq-RNK polimeraza.
RNK sintezini quyidagi sxema bilan tasvirlasa bo‘ladi:
Ilmiybaza.uz
KATF + IUTF + mUTF + nSTF DNK, RNK-martitsa RNK + (k+l+m+n+)
H4P2O7
RNK polimerazaning ta’sir mexanizmi ko‘p jixatdan DNK polimerazaning
ta’sir mexanizmiga to‘g’ri keladi. Sintez 51 31 yo‘nalishida boradi va RNK zanjiri
DNK zanjiriga nisbatan qarama-qarshi polyarlikga ega. Lekin o‘ziga xos farqlar xam
bor. E Soli RNK-polimerazasi nativ qo‘sh spiralli DNK bo‘lganda faollik ko‘rsatadi,
in vitro tajribalarda DNK ikkala zanjiridan RNK-polimeraza nusxa oladi, in vivo
DNKni faqat bir zanjiri transkripsiyalanadi. RNK-polimeraza nativ DNK bir zanjiri
bilan ma’lum nuqtada bo‘-lanadi, natijada chegaralangan qismida bispiral struktura
echiladi va RNK sintezlanadi. DNK-polimerazaga o‘xshab, ferment praymer
bo‘lishini talab etmaydi.
Transkripsiya mexanizmi 3 bosqichdan iborat.
1. Initsiatsiya.
2. Elongatsiya.
3. Terminatsiya.
Initsatsiya promotorga DNK-ga bo-liq RNK-polimeraza birikishi natijasida
sodir bo‘ladi. Eukariotlarda uchta RNK-polimeraza-I, II, III bor. bu oqsillar bir
necha subbirlikdan iborat bo‘lib, bir-biridan transkripsiya spetsifikligi bilan
farqlanadi.
RNK-polimeraza I 5,8; 18; 28 S rRNK genlarining transkritsiyasiga
RNK-polimeraza II- mRNK,
RNK-polimeraza III-tRNK va 5S rRNK o‘tmishdoshlarining sinteziga
javobgar.
RNK-polimeraza doimo polinukleotid zanjirni 51 31 yo‘nalishda uzaytiradi,
shuning uchun 51-oxir xar doim trifosfat (f-f-f) 31 oxir erkin-ON saqlaydi. Barcha
RNK zanjirlari sintezi yoki fffAdan, yoki fffGdan boshlanadi.
Elongatsiya RNK polimerazaning qolip DNK yuzasida siljishi natijasida
vujudga keladi. Xar bir keyingi nukleotid DNK qolipdagi komplementar asos bilan
fosfodiefir bo-i yordamida bo-laydi. Elongatsiya tezligi 1 sekundda 40-50
nukleotidni tashkil etadi.
Ilmiybaza.uz
Terminatsiya RNK polimeraza DNKdagi stop-signallar xisoblangan nukleotid
ketma-ketliklariga etgandan keyin sodir bo‘ladi. Transkriptonda shunday stop-
signallar bo‘lib poli (A) ketma-ketliklar xisoblanadi. Maxsus terminatsiya faktori-Q
faktor topilgan, u oqsil bo‘lib transkripsiyani uzadi.
Sintezlangan RNK DNKdan ajraladi va u DNK transkiptonining to‘liq
nusxasidir. Demak, yangi sintezlangan RNKda axborot saqlovchi va axborot
saqlamaydigan qismlar mavjud. SHuning uchun birlamchi transkript RNKning
o‘tmishdoshi deb ataladi.
Transkripsiyadan keyin RNKning yetilishi
Transkrpitsiyadan keyingi davrda RNK yetiladi.
RNK ning 3 xil o‘timishdoshlari tafovut etiladi:
1. mRNK o‘tmishdoshi yoki geterogen yadro RNK si (gya RNK).
2. rRNK o‘tmishdoshi.
3. tRNK o‘tmishdoshi.
YAdroda RNKning barcha o‘tmishdoshlari transkripsiyadan keyingi etilish
yoki protsessining bosqichini o‘taydilar. Bu jarayon ushbu xolatni o‘z ichiga oladi:
1. Pre- RNKdan axborotsiz qismlarni uzib tashlash.
2. Uzilgan axborotli qismlarni biriktirish-splaysing.
3. RNK 51 va 31 oxirlarini modifikatsiya qilish.
Kichik yadro RNKsining (kua RNK) intronlarni uzish va ekzonlarni
biriktrishdagi roli: intron oxiridagi asoslar kuaRNK asoslari bilan komplementar bo-
lanadilar. Ekzonlarning birikishi bilan boradigan jarayon intronning uzilishiga olib
keladi. KuaRNK 100 nukleotiddan iborat.
Grafik organayzerlar
Grafik organayzerlar ma’ruza, amaliy va mustaqil ta’lim
mashg’ulotlarida talabalar o’quv materiallarini samarali o’zlashtirishlari
uchun joriy etiladi. Quyida ularning ba’zilari keltirilgan.
Ilmiybaza.uz
1) BBB jadvali. Barcha ma’ruza darslarida qo’llaniladi. BBB
usuli (“bilaman”, “bilishni xohlayman”, “bilib oldim”) orqali talaba
o’zini kuzatishi, o’qituvchi esa darsga baho berishi mumkin. Talaba dars
boshida mavzu bo’yicha nimani bilishini (B1) va yana nimalarni bilishni
xohlashini (B2) daftariga yozib qo’yadi. Dars so’ngida nimalarni bilib
olganligini (B3) qayd qilib qo’yadi.
2) Klaster sxemasi
Bu usul fikrni erkin bayon qilish
uchun qo’llaniladi. Masalan, talaba
o’tilgan mavzu bo’yicha klaster tuzishi
mumkin.
O’rtaga kalit so’z, tarmoqlarga unga
bog’liq boshqa atamalar yoziladi. Ular
ham o’z navbatida tarmoqlarga ajralishi
mumkin.
3) Venn diagrammasi
O’rganilayotgan
ob’ektlarni
taqqoslash, o’xshash va
farqli
jihatlarinitopish,
tahlil
qilish
uchunqo’llaniladi.
Diagrammadagi
doirachalar
alohida ob’ektni, kesishmalar
esa ularning o’xshash va bog’liq
jihatlarini bildiradi. Talabadan
ob’ektlarning alohida (1-3),
o’zaro
bog’liq
(4-6)
va
umumiy (7) jihatlarini
yozma ifodalab berish talab etiladi.
Ilmiybaza.uz
4.“Baliq skeleti” sxemasi. Bu organayzer tizimli, ijodiy,
tahliliy fikrlash ko’nikmalarini rivojlantiradi. Balik skeletining
bosh qismiga – mavzu, yuqori qismiga –muammolar, pastki
qismiga – tasdiqlovchi dalillar yoziladi.
Interfaol o’qitish usullari (Activity)
Amaliy mashg’ulotlarda interfaol o’qitish usullari qo’llaniladi.
Bu usullar talabalarda jamoada ishlash, kasbga oid mustaqil va tanqidiy
fikrlash, muloqot madaniyati va xulosa chiqarish ko’nikmalarini
shakllantiradi. Quyida fan xususiyatlariga xos ba’zi usullar bayon etilgan.
1) «Tushunchalar tahlili» usuli. Talabalar tushunchalarni
dastlab yakka tarzda va keyin jamoada muhokama qilishadi. O’qituvchi
jamoaning fikrini yo’naltirib turadi va oxirida ekranga atamalarning
izohini chiqaradi. Talabalar o’z fikrlarini taqqoslashadi, baholashadi va
bilimlarini mustahkamlashadi.
2) «Zinama-zina» usuli. Talabalar mavzu bo’yicha yakka
tarzda fikrini grafik ifoda etishadi, keyin guruhda muhokama etishadi.
Guruhlar taqdimoti o’tkaziladi va grafik materiallar doskaga mantiqiy
pog’onalar tarzida ilib boriladi.
Ilmiybaza.uz
Mavzu mazmunidan kelib chiqib yuqoreida ko’rsatilgan usullar
bo’yicha Venn diagrammasi va baliq skeleti asosida bilimingizni mustaxkamlashga
xarakat qilib ko’ring.