ДНҚ денатурациясы

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ
АУЫЛ ШАРУАШЫЛЫҚ МИНИСТРЛІГІ
ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ АГРАРЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
КОММЕРЦИЯЛЫҚ ЕМЕС АКЦИОНЕРЛІК ҚОҒАМЫ
"АКУШЕРЛІК ХИРУРГИЯ ЖӘНЕ ӨСІП-ӨНУ БИОТЕХНОЛОГИЯСЫ" КАФЕДРАСЫ

Тақырыбы: Праймерлерді сақтау ережелері және дезоксирибо-нуклеозидтрифосфаттар
Орындаған:
Тобы:
Тексерген:

Алматы 2019ж
Жоспары
Кіріспе
Генетика,молекулалық генетика туралы түсінік
Негізгі бөлім
Полимеразды тізбек реакциясы туралы түсінік
Праймерлер туралы түсінік
ДНҚ тізбектерін жасанды бөлу
Праймерлердітисақтауоережелеріолжән елдезоксирибо-нуклеозидтрифосфаттар
Қорытынды
Пайдаланған әдебиетттер

Кіріспе
Генетика,молекулалық генетика туралы түсінік
Генитика - бүкіл тірі ағзаларға тән тұқым қуалаушылық пен өзгергіштікті зерттейтін биология ғылымының бір саласы. Ағзалардың тұқым қуалаушылығы мен өзгергіштігі туралы ғылымды генетика деп атайды (грекше genetikos - шығу тегіне тән). Бұл атауды 1906жылы ағылшын биологы У.Бэтсон ұсынды.
Тұқым қуалаушылық пен өзгергіштіктің заңдылықтарын ашып, оларды қоғамды дамыту үшін пайдаланудың жолдарын шешуде генетика ғылымы қор үлес қосты. Сондықтан, биология ғылымының басқа салалардың арасында маңызды орын алады.
1944 жылы американдық микробиолог әрі генетик О.Эври тұқымқуалаушылықтың материалдық негізі - ДНҚ екендігін дәлелдеді. 1953жылы американдық биохимик әрі генетик Дж.Уотсон мен ағылшын биофизигі Ф.Крик ДНҚ молекуласының молекулалық құрылымының моделін жасады. Қазіргі кездегі генетиканың дамуы тұқым қуалаушылық пен өзгергіштік туралы ілімнің барлық салаларында зерттеу жұмыстары молекулалық жүргізілетіндігімен ерекшеленеді. Мысалы, генді организмнен тыс қолдан синтездеу, дене клеткаларын будандастыру, генетикалық материалдың алмасуы (рекомбинация), геннің қайта қалпына келуі (репарация), биополимерлерді қолдан синтездеу, гендік инженерия сияқты прлблемаларды зерттеу кеңінен таралып отыр. Генетика мен селекцияның дамуына Қазақстан ғалымдарының да қосқан үлесі ерекше
Молекулалық генетика ХХ ғасырдың 40-50жылдарында генетикалық мәселелерді шешуде физика мен химия ғылымдарының жетістіктерін пайдаланудың нәтижесінде пайда болды. Молекулалық генетиканың ең негізгі жетістері - геннің химиялық құрылымының анықталуы (1953ж), организмнің тұқым қуалау ақпаратының қолдануы мен оны жазылу әдісін талдау, гендік инженерия әдістерін зерттеу болып табылады:
1.Молекулалық биология
2.Молекулалық генетика
Медициналық генетика - тұқым қуалайтын аурулар, олардан сақтану, оларды анықтау және емдеу туралы ғылым, генетиканың бір саласы. Медициналық генетиканың дамуына молекулалық генетика ашқан ғылыми жаңалықтардың тигізетін әсері зор. Осы заманның молекулалық генетиканың негізгі шешетін мәселесі - тұқым қуалаушылықтың молекулалық негізін анықтап, оның механизмін зерттеу.
Негізгі бөлім
Полимеразды тізбек реакциясы туралы түсінік
Полимеразалық тізбекті реакция (ПТР) -- биологиялық материалдағы анықталатын нуклеин қышқылдарындағы (ДНҚ) аз концентрациялы фрагменттердің айтарлықтай ұлғайтылуын қамтамасыз ететін молекулярлық биологиядағы эксперименталды әдіс.ДНҚ-ны амплификациялаудан басқа ПТР нуклеин қышқылдарына әр түрлі әсер етуге мүмкіндік береді (мутация, ДНҚ фрагменттерін тұтастыру). Сонымен қатар, ПТР биологиялық және медициналық практикада кеңінен пайдаланылады, мысалы, мирастық немесе инфекциялық ауруларды анықтау, әкелікті орнату, гендерді клондау, жаңа гендерді бөліп шығару, т.б.
1983 ж. К. Б. Мюлис және т.б. полимеразды тізбекті реакция (ПТР) әдісін жариялап, патенттеді, оған нуклеин қышқылдарын зерттеу мен қолданбалы пайдаланудың барлық салаларына терең әсер етті. Молекулалық биология және генетика үшін бұл әдістің мәні сонша үлкен және жеті жылдан кейін авторға химия бойынша Нобель сыйлығы берілгендігі айқын болды.
80-жылдардың ортасында ашылған полимеразды тізбекті реакция (ПТР) бастапқы сынаманың көшірмелерінің санын бірнеше сағат ішінде миллиондаған рет ұлғайтуға қабілетті. Реакцияның әрбір циклі барысында бастапқы молекуладан екі көшірме жасалады. ДНҚ синтезделген көшірмелерінің әрқайсысы келесі циклде ДНҚ жаңа көшірмелерін синтездеу үшін матрица бола алады. Осылайша, циклдердің бірнеше рет қайталануы геометриялық прогрессиядағы көшірмелер санының өсуіне әкеледі. Есептерден, тіпті 30 цикл болған жағдайда да, бастапқы молекуланың көшірмелерінің саны 1 миллиардтан асады. Әрбір цикл барысында барлық ампликондар дуплицирленбейді, онда көшірмелердің жалпы саны, соған қарамастан, айтарлықтай үлкен санды құрайды.
ПТР-ды ең қарапайым жағдайда жасау үшін келесі компоненттер керек болады:
Амплификация жасалатын ДНҚ үлескісі бар ДНҚ-матрица
Талап етілетін ДНҚ фрагменті әр түрлі тізбектерінің ұштарына комплиментарлы екі праймер
Жоғары температураға тұрақты ДНҚ-полимераза - ДНҚ полимеризациясын катализдейтін фермент.
Дезоксирибонуклеозидтрифосфаттар (dATP, dGTP, dCTP, dTTP)
Полимеразаның қызметіне қажетті Mg2+ иондары
Реакцияға қажетті жағдайларды (pH, ерітіндінің иондық күші) қамтамасыз ететін буферлік ерітінді.
Праймерлер туралы түсінік
Праймер( ағылшын primer) - бұл нуклеин қышқылының ең қысқа фрагменті (олигонуклеотид), ДНҚ молеукуласының артта қалған тізбегі синтезінің қозуы (оказаки фрагменттері түзілуі) үшін қажет. Олардың синтезделуін праймаза ферменті қаматамасыз етеді.
Артта қалған тізбектің синтезделуінің тағы бір ерекшелігі түзілген жаңа ДНҚ тізбегі әрбіреуінің ұзындығы 1000-2000 нуклеотидке тең жеке үзінділерден тұрады. Бұл үзінділер оларды тұңғыш байқаған жапон ғалымының құрметіне Оказаки фрагменттері деп аталады. Үзілмелі Оказаки фрагменттерінің бір-бірімен қосылуы ДНҚ репликациясын аяқтайды. Оказаки фрагменттерінің бір-бірімен қосылуы ДНҚ-лигаза ферментінің әсері арқылы өтеді. Нәтижесінде бастапқы ДНҚ-ның бір молекуласының орнына нуклеотид құрамы бойынша одан ешқандай айнымайтын ДНҚ-ның бірдей екі молекуласы синтезделеді.
Эукариоттарда ДНҚ репликациясы интерфазаның S-кезеңінде өтеді. Олардың клеткаларында ДНҚ-полимераза ферментінің үш түрі табылды. Олардың клеткаларында ДНҚ - ның жаңа тізбегін синтездеуге қатысатын негізгі фермент ДНҚ-полимераза α деп аталады. Бұдан басқа бұл фермент және ДНҚ - полимераза β ферменті клетканың репарациялық (қалпына келтіру) қызметін қаматамасыз етеді. Полимераза ферментінің үшінші түрі ДНҚ полимераза γ- ның ядродағы атқаратын қызметі әзірге беймәлім, ол митохондриядағы ДНҚ репликациясына қатысады деген ғылыми деректер бар.
ДНҚ репликациясы кезінде полимераза ферментінің қызметінде жаңылыс болуы мүмкін: жаңа тізбекке дұрыс емес нуклеотид қосылады (мысалы, А қарсысындағы Т-ның орнына Ц қосарланады). Алайда, мұндай жаңылыстар өте сирек құбылыс. E.Coli клеткасындағы in vitro жағдайында жаңадан түзілген жүз мың нуклеотидтің орта есеппен біреуі дұрыс емес екендігі арнайы дәлелденді. Осындай ДНҚ репликациясы жаңылыстарын қалпына келтіру "корректорлық түзету" деп аталады.
Прокариоттарда нуклеотид қателіктерін полиеразаның өзі, атап айтқанда ДНҚ полимераза қалпына келтіре алады, яғни бұл ферменттің де экзонуклеазалық активтілігі бар: ең соңғы синтезделген нуклеотид өзінің жұбына сай келмесе, ол үзіледі. Өсіп жатқан жаңа тізбектің ұшына матрицалық тізбекпен қажетті сутек байланысын құра алмайтын жаңылыс нуклеотид пайда болса ғана коррекциялық түзету басталады.
2.3.ДНҚ тізбектерін жасанды бөлу.
ПТР үрдісі, ДНҚ-ның репликация үрдісі сияқты табиғи болып табылады, ол ДНҚ полимераза ферментінің жұмысына негізделген. ДНҚ полимеразасы жаңа тізбектер түзіп бастау үшін біріншіден бастапқы ДНҚ-ы матрицасының азоттық тізбектерінің арасындағы сутектік байланыстарды бұзу керек. тірі ағзалар жасушаларында бұл үрдісті ақуыздар мен ферменттер атқаратындығы белгілі. Жасанды жағдайда (in vitro) ДНҚ-ытізбектерін бөлу үшін түрлі физико-химиялық факторларды қолдануға болады, мысалы, жоғарғы температура, pH-тың жоғарғы көрсеткіштері, органикалық еріткіштер, мочевина, тұздардың төмен деңгейі және т.б.
Мысалы, температураны 90-95оС-қа көтерген кезде барлық сутектік байланыстар бұзылады да, барлық тізбектер толық ажырайды. ДНҚ-ы тізбектері бұл кезде өзінің бастапқы құрылымын өзгертпейді, бірақ ДНҚ полимераза жұмысына жарамды болады. Бұл ДНҚ-ы тізбектерінің үзілу үрдісі ДНҚ-ның денатурациясы немесе балқуы деп аталады. Температураны түсургеннен соң ДНҚ-ы өзінің бастапқы құрылымын қайта қалпына келтіре бастайтындығы ерекше болып табылады. Бұл тізбектердің қалпына келу үрдісі ДНҚ-ның ренатурациясы немесе отжиг деп аталады. Бұл ДНҚ-ның температураны өзгерту кезінде денатурация-ренатурациясы ПТР әдісін жасаудағы негізгі элемент болып табылады.
Амплификацияны жасау сатылары. Сонымен, ПТР-дің бірінші сатысында ДНҚ-ның барлық молекулалары ажырауы үшін пробиркалар бар платформаны 92-95оС-қа дейін қыздыру қажет. Бұл сатыны ДНҚ-ын алдын-ала денатурациясы деп аталады және ол әдетте 2-3 минут уақыт алады. Бұдан соң денатурация сатысының өзі басталады, ол үш сатыдан тұрады: ДНҚ денатурациясы, праймерлер отжигі және элонгациясы 30-40 рет қайталанады (циклдар). Бірінші циклда келесі сатылар жүреді:
ДНҚ денатурациясы. Енгізілген программаға сәйкес термоциклер пробиркалары бар платформаны 92-95оС температураға дейін қыздырады. Бұл температурада ДНҚ-ы матрицасы тізбегінің азоттық негізі арасындағы сутектік байланыстар айырылып, тізбектер бір-бірінен бөлінеді.

1- сурет. ДНҚ-ының денатурация үрдісі (ДНҚ-ы тізбегінің екіге ажырауы)
Праймерлердің жабысуы. Ары қарай прибор температураны 55-65оС-қа дейін түсіреді, ренатурация үрдісі басталады, яғни, ДНҚ-ы тізбегінің арасындағы сутектік байланыстар қалпына келе бастайды. Алайда, ДНҚ-ы тізбегі қайта қосылғанша, реакциялық қоспадағы көп мөлшерде бар тікелей және кері праймерлер ДНҚ-ның матрицасының комплементарлық бөліктерін тез табады да олармен қосылады.

2-сурет. Тура және кері праймердердің жабысуы

3 - сурет. Денатурация үрдісі, праймерлердің жабысуы және ДНҚ-ы молекуласының ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.