Хромосома құрамындағы ДНҚ- ның молекуларлық құрылысы. ДНҚ репликасиясының молекулярлық механизімі

Орындаған: Сахипжанова. Д. Исраилова А. Тексерген: Садыкова Р. А.

Хромосома құрамындағы ДНҚ- ның молекуларлық құрылысы . ДНҚ репликасиясының молекулярлық механизімі

Хромосомалардың жалпы морфологиясы оларды ең қысқарған және экватор жазықтығында орналасқан метафаза немесе анафазаның бастапқы стадиясында жақсы байқалады. Бұл кезде хромосомалар жақсы көрінеді, олар пішіні мен үлкендігі жөнінен

Хромосомалардын, морфологиясы ғана емес, үлкендігі де әр түрлі. Олардың ұзындығы 0, 2-50 мкм аралығында; диаметрі 0, 2-5 мкм (немесе 20-50 нм) .

1. Хромосома құрамындағы ДНҚ- ның молекуларлық құрылысы

ДНҚ - дезоксирибонуклеин қышқылы, генетикалық ақпаратты тасымалдаушы молекулалар. Тірі организмдердегі генетикалық ақпараттың ұрпақтан-ұрпаққа берілуін, сақталуын, дамуы мен қызметін қамтамасыз етуіне жауапты нуклеин қышқылының екі түрінің бірі.

ДНҚ-ны 1868 жылы швейцар физиологы, гистологы және биологы Иоган Фридрих Мишер атты ғалым ашқан. Іріңдеген жасушалар қалдықтарынан ғалым құрамына азот пен фосфор кіретін бейтаныс затты тауып алады. Алғашында бұл жаңа зат нуклеин деген атқа ие болады. Кейіннен Мишер бұл заттың қышқылдық қасиет көрсететінің байқайды. Осыдан кейін бұл жаңа затты нуклеин қышқылы деп атайтын болған.

Бірінші бөлігі - дезоксирибоза (бескөміртекті қант) ;

екіншісі - пуриндік негіздер: аденин (А) мен гуанин (Г) және пиримидиндік негіздер: тимин (Т) мен цитозин (Ц) ;

үшіншісі - фосфор қышқылының қалдығы.

ДНҚ-ның негізгі құрылымдық бірлігі - үш бөліктен құралған нуклеотид.

ДНҚ-ның клеткадағы басты қызметі - ұзақ мерзімге РНҚ мен белокқа қажетті ақпаратты сақтау. ДНҚ-ның ерекшелiгi. Бiр организмнiң барлық клеткаларындағы ДНҚ молекуласының құрамы, құрылымы бiрдей болады да, жасына, ортадағы жағдайына тәуелдi емес. ДНҚ молекуласының нуклеотидтiк құрамы, құрылымы, тiзбегiндегi нуклеотидтердiң реттелiп орналасуы организмнiң ерекше қасиетiн анықтайды. Полинуклеотид тiзбегiндегi нуклеотидтердiң реттелiп орналасуы ДНҚ молекуласының бiрiншi реттiк құрылымы деп аталады.

ДНҚ молекуласының екiншi реттiк құрылымын 1953 ж. Уотсон мен Крик анықтады. ДНҚ құрылымының анықталуы ХХ ғасырдағы биологияның ең маңызды жаңалығы деп саналады. Уотсон мен Крик теориясы бойынша екi полинуклеотид тiзбегiнен құралған ДНҚ-ның молекуласы кеңiстiкте оң қос қабат спираль болып табылады.

Қос қабат спиральдағы екi тiзбектiң жолдамасы - антипараллель, бiр тiзбектегi нуклеотидтер арасындағы байланыс 3‘- 5‘ бағыттағы қалдықтардан түзiледi, екiншi тiзбектегi нуклеотидтер арасындағы байланыс 5‘ - 3' бағыттағы қалдықтардан түзiледi. Екi полинуклеотидтi тiзбек өзара бұранда сияқты жалғасып, азоттық негiз арқылы байланысады. Гидрофобты азоттық негiздер спиральдiң iшiне орналасқан, ал гидрофильдi пентозды-фосфорлы қалдықтар ДНҚ молекуласының сыртқы жағына қарай бағытталған.

Спиральдiң бiр айналымына азоттық негiздiң 10 жұбы келедi. Спиральдiң диаметрi 2 нм болады. Қос қабат спиральдегі азоттық негiздердің қабысуы өте ерекше. Бiр тiзбектегi аденинге - екiншi тiзбектегi тимин, ал гуанинге цитозин қарсы тұрады. Спиральдағы азоттық негiздердiң осылай орналасуы ДНҚ тiзбегiндегi сєйкестiк-үйлесiмдiлiк комплементарлық деп аталады

2. ДНҚ репликасиясының молекулярлық механизімі

ДНҚ молекуласының ең маңызды қасиеттерінін, бірі - оның өздігінен екі еселенуі (репликациялануы) болып саналады. ДНҚ репликациялануы салдарынан түкым қуалаушылық ақпарат ұрпақтан - ұрпаққа өзгеріссіз, тепе-тең мөлшерде беріліп, ұрпақтардың жалғасуы қамтамасыз етіледі

Репликация - ДНҚ-ның екi еселену процессi - көбiнесе жасушаның бөлiну алдында жүрiп, жасушаның бірқатар ұрпақтарында хромосомалар санының тұрақтылығын қамтамасыз етедi. Репликация - көптеген ферментердiң қатысуымен жүзеге асырылатын күрделi процесс. Репликацияның негiзгi ферменттерi: 1. Геликаза - ДНҚ тiзбектерiн ажыратады

2. SSB-белоктар - ДНҚ-ның ажыраған тiзбектерiн тұрақтандырады 3. ДНҚ-полимераза - тiзбектi синтездейдi 4. Топоизомераза - репликативтiк айырдың алдындағы 5. ДНҚ-ның аса жоғары ширатылған жерлерiн босатады -РНҚ-праймаза - ДНҚ-полимеразаға керектi РНҚ-бастауыштарды (праймерлердi) синтездейдi 6. Лигаза - ДНҚ фрагменттерiн жалғап қосады

Көптеген тәжірибелер нәтижесінде ДНҚ молекуласының репликациялануы жартылай консервативті жолмен жүретіндігі дәлелденді. Оны алғашқылардың бірі болып 1958ж. М. Мезельсон байқаған.

Теория күйінде ДНҚ репликациясының 3 түрлі әдісі болжамдалған:

консервативті (тұрақты)

жартылай консервативті

дисперсті

тета репликация;

сигма репликация;

У-тәрізді репликация.

Репликацияның басталатын нүктелері нуклеотидердiң арнайы ретiмен анықталып инициация нүктесi деп аталады.

Олардың саны әр хромосоманың ДНҚ-да нақты белгілі болады. Репликацияның басталу нүктесiнен келесi репликация айырымен кездесетiн жерге дейiнгi ДНҚ-ның бөлiгi репликон деп аталады - бұл репликация бiрлiгi.

НҚ синтезі тек 5 -3 бағытта жүретiн, ал ДНҚ тiзбектерiнiң қарама қарсы (антипаралельді) болғандықтан, ДНҚ-ның бiр тiзбегi үздiксiз түзiлiп, лидерлiк деп, екiншiсi соңынан бiр тiзбекке жалғанатын кішірек үзінділер (Оказаки фрагменттерi) түрiнде синтезделіп, iлесушi тізбек деп аталады.

ДНК репликациясы прокариоттарда және эукариоттарда ұксас, 6ipaқ эукариоттарда синтез жылдамдығы бірқатар төмен (1 сек - 100-300 нуклеотид шамасында) болады, прокариоттарда (1 сек 1000-3000 нуклеотид шамасында) жылдамырак жүреді.