Лейшмания паразитінің геномы Фриедлин деформациясының негізі

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 29 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ
ҒЫЛЫМ МИНСИТРЛІГІ

ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Биология факультеті

Биотехнология, биохимия, өсімдіктер физиологиясы кафедрасы

Бітіру жұмысы

ПРОТОЗОА КЕЙБІР ГЕНОМДАР ҰЙЫМДАСУЫНЫҢ САЛЫСТЫРМАЛЫ ТАЛДАУ

Орындаған 4 курс студенті ____________ Ыбрайқожа Н.П.
(қолы, күні)

Ғылыми жетекшісі ____________ Атамбаева Ш.А.
б.ғ.к., доцент (қолы, күні)

Нормоконтроллер ____________ Оразова С.Б.
б.ғ.к., ассистент (қолы, күні)

Кафедра меңгерушісінің
рұқсатымен қорғауға жіберілген
б.ғ.д., профессор ____________ Карпенюк
Т.А.
(қолы, күні)

Алматы, 2010

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ
4
1ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
5
1.1 Protozoa жалпы сипаттама
5
1.2 Protozoa түрлерінің гендеріне сипаттама
8
1.3 Генетикалық тізбекті анализдеу
12
1.4 Ағзалардың гендердің экзон-интрондық ұйымдасуын
салыстырмалы талдау
13
2 ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫ ЖӘНЕ ӘДІСТЕРІ
14
3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛДАУ СИПАТТАУ 15
ҚОРЫТЫНДЫ
25
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
26

КІРІСПЕ

Биоинформатика – биология ғылымының бір саласы. Биоинформатика саласында
компьютер технологиясын қолданады. Биоинформатикада кез-келген биологиялық
ақпаратты компьютер арқылы өңдеуге болады. Себебі биологиялық
макромолекулалардың тәжірибелік нәтижелерін компьютер қолданып биологиялық
маңызды ақпарат алуға болады. Биоинформатика және есептеуші биология көп
жерде синоним ретінде қолданылады. Кез келген есептеуші әдістерді қолдану
биоинформатика болып саналмайды. Мысалға математикалық моделдеу, бұл
биоинформатика емес. Биоинформатика негізінен қолданбалы математика,
статистика, информатика әдістерін қолданады. Есептеуші биологияның
зерттеулері жйелі биологиямен сәйкес келе бермейді. Осы бағыттағы
ғылымдардың негізгі күші геномдарды зерттеуге, белок молекуласын анализдеу
және болжау, белок молекуласының басқа молекулалармен байланысын анализдеу
және болжауда, эволюцияреконстукциясында жұмсалуда. [1]
Биоинформатика және оның әдістері биохимияда және биофизикада
қолданылады. Негізгі жол биоинформатикада ол қиын оралған ДНҚ
молекулаларындағы және белоктардағы ақпараттарды математикалық құралдармен
алу болып табылады.
Plasmodium falciparum, Dictyostelium discoideum ағзаларын интрондар мен
экзондардын үзындықтарындағы айырмашылық гендердегі интрондардын санына
байланысты ма жоқ па, соны анықтау маңызды. Осыған байланысты біз,
Р.falciparum, D.discoideum гендеріндегі интрондар мен экзондардын
ұзындыктарынның өзгеруін анализдеп, олардағы әр түрлі интрондардын
түрлерін, оның ішінде ұзындықтарынан ерекшелігі барларын анықтадық. [2]

1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ

1.1 Protozoaларға жалпы сипаттама
Бір жасушалы организмдердің атқаратын қызметтері көп жасушаларға
ұқсайды, қоректенеді, қозғалады, көбеиеді. Олардың көп жасушалардың
органдары атқаратын қызыметтерін, бір жасушасы жүзеге асырады. Бір жасушалы
жануарлардың басқаларына ұқсамайтындықтан оларды бір патшалықастыға бөлген.
Қарпайымдылардың типіне 15000 жануар түрі жатады, олар теңіздерде,тұшы
суларда топрақта кездеседі. Бос күйінде және паразиттік түрде кездеседі.[3]
Олардың қауыпты аурулар туғызатын паразиттік формалары көп кездеседі.
Қарпайымдылардың денесі бір жасушадан тұрады. Пішіні әртүрлі болады.
Олардың пішіні тұрақты, сәулелі, екі жақты симметриялы немесе тұрақты
пішіні тіпті болмауы мүмкін. Мысалы амеба. Қарапайымдылардың денесінің
ұзындығы 2-4мк ден 1,5мм дейін кездеседі, кейбір особьтары 5мм ал тамыр-
аяқтылар дяметрі 3см жетеді. Қарапайымдылардың денесі цитоплазма мен
ядродан тұрады. Цитоплазманың сырты цитоплазмалық мембранамен қоршалады,
оның ішіне митохондрия, рибосома, эндо плазмалық тор, гольджи аппарат
органоиттары орналасды. Қарапайымдыларда бір немесе бірнеше ядро болады.
Ядроның бөлніу түрі митоз. Жынысты көбейуі түрінде кездеседі. Ол зиготта
қалыптасуымен байланысты. Қарапайымдылардың қыймыл-қозғалысын талшықтар,
кірпікшелер, жалған аяқтар атқарады немесе тіпті болмайды. Қарапайымдылар
көбінесе басқа жануарлар патшалығының өкілдері сияқты гетеротрофты, бірақ
олардың арасында да автотрофты түрлері кездеседі. [4]
Қарапайымдылардың қоршаған ортаың қолайсыз жағдайына төзімділігінің
ерекшелігі инцистену яғни циста түзу қабілеті. Циста түзілу кезінде қимыл-
қозғалыс органоидтары жойылады, көлемі азаяды пішіні домалақтанады, жасуша
қалың қабықша түзеді. Ол тыныштық күйге түседі де, қолайлы жағдай пайда
болған кезде қалыпты активті өмірге оралады. Инцистену қабілеті қорғаныс
қасиетіне ғана емес, паразиттердің таралуына да әсері көп. Кейбір
қарапайымдылар овоциста түзеді және көбейу процесінде спороциста түзеді.
Қарапайымдылардың тіршілік ортасы әртүрлі болып келеді. Олар теңіздер,
тұщы сулар, дымқыл топырақта да мекендейді.
Қарапайымдылар төрт класқа бөлінеді:
1) Flagellata
2) Sarcodina
3) Sporozoa
4) Infusoria немесе Ciliata
1) 1000 ға жуық түрі денесі алмұрт тәрізді Flagellata класына жатады. Қимыл
қозғалыс органеласы талшықтар, әртүрлі өкілдерінде олар 1-ден 8 ге дейін
жетеді. Талшық дегеніміз жіңішке цитоплазмалық өскін, ол жіңішке
фибрилдардан тұрады. Ол базальді денеге немесе кинетопластқа тіркеліп
тұрады. Талшықтар талшықтармен алдыға қозғалады.
Талшықтардың қөректенуі хлорофил бар түрлерінде автотрофты, ал
жоқтарында басқа жануарлардағыдай гереротрофты болады. Гетеротрофтылардың
денесінің алдыңғы жағында ерекше ойық цитостом орналасады, осы арқылы
талшық қозғалғанда, асқорту вакульне қорек түседі. Кейбір талшықтар
қоршаған ортадағы еріген органикалық заттарды бүкіл денесі арқылы осмосты
түрде сіңіреді.
Көбею түрлері. Көбейу көбінесе екіге бөлніу арқылы жүреді. Кейбір кезде
көбейу өте тез жүреді.
2) Rhizopoda класының өкілдері жалғанаяқтылар көмегімен жүреді.
Жалғанаяқтылар көбі теңіздерде мекендейді, кейбірі тұшы суда және топрақта
мекендейді. Жалғанаяқтылар денесінің тұрақсыз болуымен ерекшеленеді. Тыныс
алуы бүкіл денесі арқылы жүзеге асады. Көбейуі жыныссыз, және жынысты жолда
орын алады.
3) Sporozoa кыласы өкілдерінң ерекшеліктері олрдың даму барсында спора
түзеді. Бұл кластың өкілдерінің бәрі адам мен жануарлардың паразиттер. Олар
әртүрлі жасушалар мен ұлпаларда паразиттік тіршілік жүргізеді. Бабезия қан
споровиктер отрядына жатады.
4) Ciliata класының өкілдерінің қимыл-қозғалысы кірпікшелер арқылы
жүзеге асады. Әдетте олардың саны көп болады. Мысалға кірпікшелі кебісшаде
кірпікшелердің саны 2000-нан асады. Кірпікшелер талшықтар сияқты
цитоплазалық өсінді түрінде болады. Кірпікшелі кебісшенің денесінде майда
поралар орналасады, поралар арқылы кірпікшелер сыртқа шығып тұрады. Бұл
класқа қарпайымдылардың жоғары дамыған түрлері жатады. Инфузория еркін
жүзіп немесе бекінген түрде кездеседі. Олар ащыда, түщы суларда мекендейді.
Инфузориялардың арасында омыртқасыз да омыртқалы жануарлардың паразиттері
мекендейді. Паразиттік түрлері ірі қараның асқорту мүшесінде көп кездеседі.
Барлық инфузорияда кемдегенде екі ядро болады. Үлкен ядро метаболиттік
процесттерде ретеп отырады. Кіші ядро жынысты көбеюге қатысады.
Инфузориялар көбеюі бөлніу арқылы жүреді, одан басқа жыныстық коньюгатция
процесі жүріп отырады. Кірпікшелі кебісше күнделікті, ал басқа түрлері
тәулігіне бірнеше рет бөлніп отырады. Қорек жануардың денесіне жасуша ауыз
арқылы түседі, ол жерге кірпікшелердің қозғалсының көмегімен жетеді. Қорек
асқорту вакуолі арқылы ыдыратылады. Қортылмаған қалдықтар сыртқа қарай
шығарылады. Көптеген инфузориялар бактериялармен ғана қоректенеді.
Қарапайымдыларда еркін түрлерінен басқа паразиттік түрлері де кездеседі.
Жыныссыз көбею жасушаның екіге бөлнуі арқылы өтеді. Қарапайымдылыарда
көбінесе, жыныссыз көбею орын алады. Ол процес жасушаның екіге бөлнуі.
Алғашында ядро бөлінеді. Ағзаның дамуының бағдарламасы жасушаның ядросында
ДНҚ малекуласының жинтығы түрінде келеді. Ұрпақ жасушалардың әрқайсысы
өздерінің ұрпақ белгілерінің көшірмесін алу үшін, әлі бөлінбеген жасушада
ядро екі еселенеді. Содан соң жасуша бірдей екі бөлікке бөлінеді. Әр ұрпақ
жасуша цитоплазмамен органелалардың тек жартысын ғана алады, бірақ аналық
ДНҚ толық көшірмесін алады. Жыныссыз көбею оңай, әрі тез жүреді. Шын
мәнінде, көбеюдің бұл түрінен көп жасушалы ағзаның дене өсуіндегі жасуша
бөлінуінен айырмашылығы көп емес. Айырмашылық тек қана ұрпақ жасушалардың
еркін ағза ретінде болып кетуі. Бөлніу кезінде аналық особь жойылмайды. Ол
тек екі бірдей егіз особьтарға айналады. Мұндай жыныссыз көбеюде ағзаға
маңгі өмір сүреді деп айтсақ болады. Ғалымдар бірнеше он жылдықтар бойы
ақпараттары бірдей қарапайымдылардың культурасын сақтап келе алды. Қоршаған
ортаның өзгеруіне бірдей ақпаратты ағзалар төтеп бере алмағандықтан қырылып
қалды. Бұл дағдарысқа жол бермеуге тек жыныстық процес көмектеседі.
Жыныстық көбею және редукциялық бөлніу. Жыныстық процес екі ұрпақтан
ақпараттық қосындысынан тұрады. Көптеген қарапайымдыларда бұл процес екі
жасушаның қосыу нәтижесіндегі түзілетін гамета арқылы жүреді. Талшықтар
арқылы бір гамета екінші қарама қарсы жыныстың гаметасын тауып алады. Екі
гамета толығымен қосылып, зигота жасушаны түзеді. ДНҚ-нің саны шексіз
көбеймеуі үшін керсінше редукциялық бөлніу процесі жүреді. Бұл бөлніудің
түрінде жасуша бөлінердің алдында ДНҚ екі еселенбейді. әр ұрпақ жасуша
ақпараттың тең жартысын алады. Соның арқасында әртүрдің жасушасындағы
ақпараттық материал кем дегенде екі есе өзгереді. Жыныстық көбею уақытпен
энергия алады. Бір ұрпақ сапалы өзгергіштік қасиетке йе болады. Ұрпақ
жасушалар аналық жасушалардан күштірек болу мүмкіндігі артады. Осы
жұмысымда Protozoa геномдарының жалпы түрлеріне және олардың геномдарына
жалпы түсінік жаздым. Протисттердің геномындағы гендердің орташа тығыздығы
2 еседен көп болған, 228 генМЬр (Р.falciparum) және 779 ген Mbp
(B.bovis). Әбір геномда хромосомадағы ген тығыздығы ұқсас болған, дәлірек
айытқанда стандартты ауытқу 7%-дан аз болған. Алайда, В.Bovis геномында 3
хромосомасында ген тығыздығы 445ген Mbp болған, бұл дегеніміз басқа үш
хромосомадағы орташа ген тығыздығынан 2 есе аз деген (887±25). Ал интронды
гендердің орташа үлесі мен интронды емес гендердің орташа ұзындығын барлық
хромосомаларда жақын болған.
Cryptosporidium Hominis жоғары қабілеттілік ретті, жиналыс және аңдатпа
туралы Хоминис штаммон С. TU502 генома жасалынды Вирджиниа достастық
университетінде, биологиялық қиыындықтарды зерттеу орталығы. Тек 12 рет
қана ретті генома қамтытады жіне Бакуда дайын болған 8-краттық геномалық
клондармен қамтытады. Геном организімі шамамен 9,2 Mbp таралған қзінін 8
хромосомасында. 99% пйызы генома контиксте жиналған және орналасқан андатпа
сатыда.
Cryptosporidium Parvum міндеті ішкі жасуша паразит түрі Аписомплекста бар
қиын өмірлік цикл, бірнеше жынысты және жыныссыз кезең дамуы. Бұл адамда
қатты диареялық ауру туғызады (бүкіл әлемде бұл ауру 3-ші негізгі сатысы
диареялардың.) және жануарларда да, ол өте негізгі патогенге айналды бүкіл
әлем өзінін арулары үшін ЖИТС-пен. Бұган қарамастан, бұл паразит туралы аз
мағлұмат бмология және нақты химио – немесе иммундық терапия емдеу үшін
криптоспоридиозді әлі қартыру керек 5.

1.2 Protozoa түрлерінің гендеріне сипаттама
Cryptosporidium Hominis геномы
Шығу тегі: Eucoryot; Alveolata; Apicomplexa; Coxcidess;Eukaryota;
Alveolata; Apicomplexa; Eucoccidiorida; Eimeriorina;Cryptosporidiidae;
Cryptosporidium; Cryptosporidium Hominis бұл аписомплексан паразиті,
адамдарда гастроэнтерит және диарея аурулары туғызады. Тропикалық өнірлерде
қте көп таралған, ал солтүстік Америка өнірлерде суық климат сирек
кездеспейтін құбылыс. Бірақ бұл ауру жауапкершілікті өзіне алмайд қайтыс
болған әлсіз адамдармен балалар үшін. Жоғары қабілеттілік ретті, жиналыс
және аңдатпа туралы Хоминис штаммон С. TU502 генома жасалынды Вирджиниа
достастық университетінде, биологиялық қиыындықтарды зерттеу орталығы. Тек
12 рет қана ретті генома қамтытады жіне Бакуда дайын болған 8-краттық
геномалық клондармен қамтытады. Геном организімі шамамен 9,2 Mbp таралған
қзінін 8 хромосомасында. 99% пайызы генома контиксте жиналған және
орналасқан андатпа сатыда. 6
Cryptosporidium Parvum геномы
Шығу тегі: Eukaryota; Alveolata; Apicomplexa; Eucoccidiorida;
Eimeriorina; Cryptosporidiidae; Cryptosporidium; Cryptosporidium Parvum
Геном протозой паразиттері Parvum Криптоспоридиум қазырғы уақытта аңдатпа
жолмен кеңейтілген генетика аналитикалық орталық (Agac) Миннесот
Университетте (УМН) NIAID арқылы қаржыландырылған. Соған қосымша күш,
аяғында эшафот геномдық клонды қамтытады ДНК тексерісі (Миннесот Штат
Университетінде орындайды). C. Parvum ядролық геном шамамен құрайды 10,4
Мб, 8 хромасоманын өлшемі құрайды 1,04 тен 1,5 Мб дейін. Апикомплекс С.
Parvum нан қарағанда пластид геномасы жоқтығынан ұсынады. C. Parvum міндет
ішкі жасуша паразит түрі Аписомплекста бар қиын қмірлік цикл, бірнеше
жынысты және жыныссыз кезең дамуы. Бұл адамда қатты диареялық ауру
туғызады (бүкіл әлемде бұл ауру 3-ші негізгі сатысы диареялардың.) және
жануарларда да, ол өте негізгі патогенге айналды бүкіл әлем өзінін арулары
үшін ЖИТС-пен. Бұган қарамастан, бұл паразит туралы аз мағлұмат бмология
және нақты химио – немесе иммундық терапия емдеу үшін криптоспоридиозді әлі
қартыру керек.Секвенирование генемді криптоспоридий мағыналы ақпарат бар
структуралық геном және ұйым, парозит және патогенез өзара әрекет
қабылдайды, сонымен қатар мақсат дәрі – дәрімектерді істеп шығарады. 7
Plasmodium falciparum геномы
Даму үрдісі : Eukaryota, Alveolata, Apicomplexa, Aconoidasida,
Haemosporida, Plasmodium, Plasmodium (Laverania), Plasmodium falciparum
Малерий плазмодиінің малерий паразитін адам геномына әсер етуін зерттеу
үшін 1996 ж. Халықаралық консорциумы құрылды. Осы зерттеу бағдарламасына
қатысатын бір топ орталықтар келесі жерлерде орналасқан: генонды зерттеу
институты BMC АҚШ хромосоманың медициналық зерттеу орталықпен бірлестікте
Санджер институты және Стэнфорд институтының Стэнфорд ген техникалық
орталығы малярия тобына арналған генондық ақпаратты пайдалануды жеңілдету
үшін Плазмо ДВ деген орталықталған ақпарат база құрылды. Plasmodium
falciparum 3D7 штамының аяқталған геноны Табиғат журналында 2002 ж. жарық
көрген. (3 қазан, 419 (6906, 498-511) және оны Ген банкімен Ref Seq
нұсқасында болды. Массачусетс институты және Гарвард институты П.
Фальсипарумның 11 түрін көрсетеді, ол жалпы генондық оқуларды пайдалануға
мүмкіндік береді. 3D7 штамды П. Фальсипарум геномы бұл жерде ықпалды генон
ретінде берілді: P. flaciparum геномы 23мб, 1414 хромосомамен және АТ-бай
болып жинақталған. P. flaciparum қатысты хромосомдарға негізделген страегия
таңдалған және хромосомдар реттелген орталықтарда бөлінген. Барлық басқа
Plasmodium түрлері реттелген барлық генондарда бөлек қарастырылған.
Plasmodium falciparum Протазон паразит пластодиомы адам малариясының
себепші агенті. Бұл паразит комплекті өмір циклы бар, олар омыртқалы және
омыртқалы емес болып бөлінеді. Адамдарға Anopheles масасының қаны арқылы
тарайды. Бұл P. flaciparum адам өмір циклінде гаплоидтық болып табылады.
Ядролық генонды қосқанда, П. Ф. 5,9 kb митохондриалды DNA мен 35 kb пластид
домалақ DNA-дан құралды.
Plasmodium falciparum хромосомалары дағдылы емес құрылымға ие.
Хромосомалар транскрипципциялық гендердің орналасқан және subtelomeres-ке
сәйкес келетін полиморфтық ауданға орталық жинақтау ауданына
жинақталған.8
Plasmodium yoelii.
Даму үрдісі: Eukaryota, Alveolata, Apicomplexa, Aconoidasida,
Haemosporida, Plasmodium, Plasmodium (vinckeia), Plasmodium yoelii.
Геномдық зерттеу институты әскери теңізді Медициналық зертеу орталығымен
қоса маляля паразитінің кеміргіштер геномі Plasmodium yoelii.зертеуге
мүмкіншілік алды. Мәліметтер АҚШ тің қорғаныс министрлігімен берілген
болатын. Plasmodium yoelii геномының секвенирлеу мақсаты үкімет тің
төменгі деңгейінде орналасқан.сол геномға байланысты кітапхана плазмидтер
және клондар кітапханасынан алынған болатын. Соңында олар аннотация ретінде
қолданып жүр. Ондай ақпараттар гендерді жылдам зертеуге, жылдам ашу үшін
қажет және бұл ақпараттан геном жайлы толық білім алуға, оның құрлысын білу
қиын.Бұл реттеушік бағдарлама маляриялық плазмодидің ауруын тудырушы
геномын толық масштаб секвенирлеудің толықтырылуы болып табылады. Соған
қоса осы секвенирлеу P Vivax, N,bergli chabaudi сияқты плазмоди
геномдарының эволюциясын терең түсінуге мүмкіндік береді. Алғашқы
салыстырмалы геномдық анализдің көрсетуі бойынша осы ағзалардың геномдары
өз құрлымы, әрі мөлшері 23 MB) ұқсас.Plasmodium yoelii. Геномы Gen Bank
AABLO1000000 номері қосылады. 2 kb-ден көп contigs, жалпы реттеу геномының
87%-ға жуық болғандықтан автоматты түрде аннотация болады:
автоматтандырылған табиғатқа сәйкес, аннотацияларды қайта қарастыру қажет.
Dictyostelium discoideum геномы
Даму үрдісі: ; Amoebozoa; Mycetozoa; Dictyosteliida; Dictyostelium;
Dictyostelium discoideum
D. discoideum Ax4 геномының қысымы; жиналысы және аннотациясы Мар
viewer-де 2.5 геномының нұсқасын, халықаралық Тізім D. discoideum
Консорциумы мен dictyBase-де көрсетіледі. Discoideum геномының 34Мбит-ке
жуық ауырлығына байланысты әрбір 6 хромосома жеке клонданған. Ядролық
геномдарға қоса дисцодеумнің тағы бірнеше данада құрамында гендік-
инженерлік гені бар экстрахромосомалық элементтері мен 55КВ митохондриялы
геномы бар. Мар viewer дисцодеум геномын құрастыру салдарында оның
графикалық қызметтерін қамтамасыз етеді. Бірқатар карта ерекшеліктеріне
NCBI contigs, CpG islands, гендер, RefSeq transcripts, UniGene кластерлер,
экологиялық қауіпсіз технологиялар да кіреді.бүтіндей геномның немесе
хромосомаларға қатысты мәліметтер жинау арқылы белгі ерекшеліктерін таба
аласыз. Нәтижелер кесте түрінде көрсетіледі. Нәтиже кестесіне ерекшелігі
қосымша құжаттмалар контекстінде берілетін хромосомалардың графикалық
көрінісі жайлы ақпарат кіреді. Өз дисплейіңізді қалпына келтіру үшін жеке
хромосомаларды көрсетіп тұратын Карталар және Түзетулер терезесін
пайдаланыңыз. Кең құжаттама мен оқу құралдары мәліметтерді суреттеу
мақсатында ұсынылады.
Leishmania
Даму үрдісі: : Eukaryota; Euglenozoa; Kinetoplastida;
Trypanosomatidae; Leishmania; Leishmania braziliensis species complex;
Leishmania braziliensis
Leishmania адам ауруының кең спектрін тудыратын, терідегі аяқ астынан пайда
болған аса қауіпті жарақаттарды анықтайтын протозон болып табылады. Жұғу
деңгейі әлем бойынша 2 миллионға жуық әлемнің 110 бөлігі жұқтыру қаупінде.
Лейшманиоз Солтүстік және Батыс Африкада, Таяу Шығыста, Еуропа бөлігінде,
сондай-ақ Орталық және Оңтүстік Америкадағы эпидемиялық ауру болып
табылады. Соңғы 5 жыл ішінде Судан елінде бұл ауру эпидемиясы бүкіл
тұрғындардың 10%-ын өлімге әкеп соқты.
Москиттердің 30-ға жуық түрі көпшілікке инфекция жұқтырады. Солардың ішінде
инфекция жұқтырған адамдар, кеміргіштер сияқты жабайы аңдар мен ит тәрізді
үй жануарлары бар. Leishmania кейбір түрлері зоонозды болып табылады (яғни
жануарлардан адамдарға беріледі), және адамға табиғи берілу циклі кенеттен
төнген жағдайда ғана жұғады. Дегенмен, тасымалданудың антроптық формасында
адам жалғыз табиғи резервуар болып табылады.
Лейшмания паразитінің геномы Фриедлин деформациясының негізі
Leishmania желі геномында халықаралық Консорциумда қаланды.
Бұл организмде 36 хромосомадан тұратын кариотип бар, демек, жалпы алғанда
геном ДНҚ-сы 32.8 Мбайтты құрайды. Жеке хромосомалар импульстік гель –
электрофорез көмегімен шығарылып тасталды. Барлық 36 хромосоманы тізбектеу
аяқталған соң бос орындар толды. Геном әлі де қысқартылуда және 8.272 ген
әлі күнге дейін гаплоидті геномда анықталу үстінде. Хромосоманың толық
жазбасы GenBank және RefSeq-те сақталған.
Геномдардың экзон-интрондық ұйымдасуының зерттелуі, интрондардың жаңа
құрылымы мен олардың жаңа функциаларының ашылуымен байланысты. Олардың
гендерде санының өсуіне байланысты интрондардың ұзындықтары 80-100
нуклеотидке дейін өсті және ұзындықтары 400 нуклеотидке дейін кеміп отырды.
Экзондардың ұзындықтарының гендерде осылай өзгеруі, экзондардың
ұзындықтарының максимум 60-120 нуклеотидке дейін өсетінін байқауға болады.
Маңызды мәселе болып, интрондар мен экзондардың ұзындықтары интрондардың
гендердегі саныны байланысты екенін анықтау болып табылады, себебі
сплайсинг процесі мен гендер экспрессиясына әсер етуі мүмкін.

1.3 Генетикалық тізбекті анализдеу
1977 жылы Phi-X174 фагы секвенирленген болатын. Осыдан бері көптеген
организмдердің ДНҚ тізбектерінің кодтары шешіліп, сақтауға алынған болатын.
Бұл мәліметтер белок тізбегін және реттеуші аймқтарды анықтауға мүмкіндік
береді. Гендерді салыстыу арқылы филогенетикалық ағаш құруға болатын болды.
Мәліметтердің көбеюіне байланысты бұларды қолмен санау мүмкін емес еді.
Қазіргі кезде миллиардтаған леотидтен тұратын организм геномдарын компьютер
арқылы іздеп табуға болады. Ол үшін арнайы программалар қолданылады.
Программалар әр түрге жататын организмдердің ұқсас тізбектерін тауып бере
алады. Кей кезде осы аймақтар ұқсас қызыметтер атқарады. Ал айырмашылық
мутациядан пайда болады. Түзетудің тағы бір нұсқасы секвенирлеу кезінде де
қолданылады. Бөлшектеп секвенирлеу деп осыны айтады. Толық нуклеотид
тізбегінің орнына ДНҚ молекуласын фрагмент күйінде береді. Кейін
фрагменттер бір-бірінің артына тізбектеліп толық геном түзеді. Бұл әдіс
секвенирлеу нәтижесін тез бергенмен геномның толық жиналуы көп уақыт алады.
Адам геномын шешуде бұл көп уақыт алған болатын. Қазір бұған қарамастан
барлық организмде осы әдісті қолдануда. Геномдары жинақтау биоинформатикада
үлкен мәселе болып отыр. Келесі көп қолданылатын тізбектердің анализінде
ген іздеуші және геномдағы басқарушы аймақты іздеуші. Белоктарды анықтауда
барлық нуклеотидтер қолданыла бермейді. Эукароитты клеткаларда мағынасыз
гендер бар. Міне осының барлығын есептеп, алгоритм құру биоинфрматиканың
негізгі бағыты. Биоинформатика геномдық және протеомдық проекттерді
біріктіруге көмектеседі. ДНҚ тізбектерін анықтау арқылы белокты анықтауға
болады.

1.4 Ағзалардың гендердің экзон-интрондық ұйымдасуын салыстырмалы талдау
Соңғы жылдары біржасушалық эукариоттар геномдарының 30-дан астам толық
нуклеотидтік кезектері анықталып, онға жуығы секвендеу кезеңінде тұр. Бұл
ағзаларды зерттеуге қызығушылық интрондары бар гендердің үлесі мол
геномдарды табудан кейін арта түсті. Соңғы жағыдай жоғары және төменгі
эукариоттардың экзон-интрондық ұйымдасуын салыстырмалы және эволюциондық
аспектілерде анықтауға мүмкіндік береді. Тәжірибелік тұрғыдан интронды
гендері бар төменгі эукариоттар жоғарғы эукариоттар гендерінің экспрессиясы
үшін болашағы зор биотехнологиялық обьекттер болып табылады. Себебі, олар
интрондарды кесуге қажет сплайсинг жүйесінің компаненттерін кодтайды.
Төменгі эукариоттар секвенделген геномдарын зерттеу нәтижесінде олардың
құрылымының алуан түрлілігі анықталған. Бұл ағызалардың геномдары
көлемімен, хромосомдар санымен, гнетикалық ақпараттарының жүзеге асу
механизмдерімен, интронды гендер үлесімен ерекшеленеді. Біржасушалық
эукариоттар гендерінің экзон-интрондық ұйымдасуының алуан түрлілігін
жоғарғы экариоттар гендеріне тән құрылымыдарды анықтау мақсатымен зерттеу
өте маңызды болып табылады.

2 ЗЕРТТЕУ МАТЕРИАЛДАРЫ ЖӘНЕ ӘДІСТЕРІ

Гендердегі нуклеотидтік тізбектері және Protozoa ағзаларынын ДНК
хромосомалары GenBank (http:www.ncbi.nlm.nih.gov) сайтынан алынған. ДНҚ
әр бір хромосомасын белгілі бір участкілерге бөліп, әр участкідегі гендер
санын анықтадық. Әр бір группада 1, 2, 3, 4, 5, 6-9,10-14 және 15-те басқа
интрондар бар гендерге бөлдік. Экзондардын, интрондардын ұзындыктарын,
экзондар ұзындыктарының гендердегі суммасын, гендер ұзындыктарын,
экзондардын гендердегі орташа ұзындыктарын, гендердегі интрондар санын және
гендердін жалпы санын анықтадық. Әр бір гендердегі интрондар мен
экзондардын санын 1-20, 21-40, 41-60 және 400 н дейінгі интервалда
ұзындықтарын анализдедік.
Protozoa геномдарынын экзон-интрондық ұйымдасуының зерттелуі арнайы
программа көмегімен компьютерлік анализдеу арқылы жүзеге асты:
Extractor_40_0002.exe, бұл программа арқылы интронды және интронсыз
гендерді кесіп, интрондарды экзондардан бөліп алуға болады;
NCalculator_04.exe- мононуклеотидтік жұптарынын кездесу бөлігін анықтайды.

3 ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛДАУ

Экзондар мен интрондардын ұзындықтары интрондардын гендердегі санына
байланысты екені анализденіп, мәндері таблицаларда көрсетілді.
Интрондар мен экзондардын ұзындықтарындағы айырмашылық гендердегі
интрондардын санына байланысты ма жоқ па, соны анықтау маңызды. Осыған
байланысты біз, интрондар мен экзондардын ұзындыктарынның өзгеруін
анализдеп, олардағы әр түрлі интрондардын түрлерін, оның ішінде
ұзындықтарынан ерекшелігі барларын анықтадық (1 кесте).

1 кесте
Protozoa ағзалары түрлерінің хромосомалар санымен және олардағы гендер
санының әр түрлі екені көрсетілген

Обьектер Хромосомалар саны және Хромосомадағы гендердің
олардың көлемі саны
Plasmodium falciparum 1 – 643292 144
2 - 947102 228
3 - 1060087 277
4 – 1204112 246
5 - 1343552 316
6 - 1418244 312
7 -1351552 175
8 - 1325595 17
9 - 1541723 367
10 - 1694445 227
11 - 2035250 240
12 - 2271916 527
13 - 2732359 673
14 – 3291006 453
Dictyostelium discoideum1 – 4923397 189
2 - 8470428 365
3 - 6357099 437
4 - 5450149 122
5 - 5125252 137
6 – 3602179 234

Біз, осы бітіру жұмысымды лабораторияда жасалынған тәжиребелер
нәтижесінде, алынған мәліметтерге сүйене отырып, Plasmodium falciparum
объектісінің 2 хромосомасын GenBank сайтынан алдым. Зерттеулер кезінде
қойылған міндет ең үлкен және ең кіші хромосомасын алу керек болды. Жұмыс
нәтижесінде Plasmodium falciparum ең кіші 1 және ең үлкен 14 хромосомасы
сәйкес келді. Алынған хромосомаларды арнайы Extractor_40_0002.exe программа
арқылы өткізіп, хромосомалардан есептеулер алынды, мысалыға 1
хромосамасынын көлемі - 643292 н.ж., хромосомадағы гендердің саны - 144, ал
14 хромосомасынын көлемі - 3291006 н.ж., хромосомадағы гендердің саны -
453. Бұл алынған 2 хромосомаларды хромосомдық локализациясына байланысты
есептеп нәтижелер алынды. Нәтижелер бойынша, интрондардын саны мен
ұзындықтары экзондар саны мен ұзындықтарына әсер етілмейтіні байқалды, яғни
интрондар санына тәуелді емес. 14 ең үлкен хромосомасын гендік тығыздығына
байланысты есептедік, оны 2 топқа бөліп қарастырдық, әр бір 2 топты 1 млн
нуклеотидтік жұптық участкіге бөлдік. Яғни 1 топта 1 млн нуклеотидтік жұп
бар деген тұжырым. 1 топта - 233 ген, ал 2 топта - 35 ген бар. Алынған
мәлімет бойынша, гендердің орташа ұзындықтары интрондардың гендердегі
санының өсуіне байланысты өсіп отырды, яғни таблицадан байқағанымыз, 1
интронды генде геннің ұзындығы 1980 н. болса, 15 - басқа да интрондар
генінде 4699 н. өскен, яғни 2,3 есеге өсіп отырган . Ал 2 хромосомада 1
интронды генде 2410 н., ал 15 - басқа да интронды генде 3943 н. өскен, яғни
1,6 есе өсіп отырған (2 кесте).

2 кесте
Plasmodium falciparum ең кіші (1) хромосомасының интрондар мен
экзондар саны мен ұзындықтарының өзгерісі

Экзондардың Интрондардың Гендердің Экзондардың
Әр түрлі орташа орташа орташа гендердегі
интрондар саныұзындығы, ұзындығы, ұзындығы, ж.н.орташа
бар гендер (жалпы (жалпы ұзындығының
ұзындығы), ұзындығы), ж.н. саны, ж.н.
ж.н.
Интронсыз 2013 (86568) 0 2013 2013(100)
гендер
1 интрон 885 (106209) 210 (12603) 1980 1980 (89,4)
2 интрон 675 (24312) 195 (4679) 2416 2416 (83,9)
3 интрон 707 (31128) 151 (4971) 3282 3282 (86,2)
4 интрон 173 (1728) 135 (1078) 1403 1403 (61,6)
6-9 интрон 267 (16299) 153 (8282) 3512 3512 (66,3)
10-14 интрон 98 (1083) 142 (1423) 2506 2506 (43,2)
15 және басқа 118 (2352) 124 (2347) 4699 4699 (50,1)
интрондар

1 хромосомасында 21811 гендер есептелінген, олар 1, 2, 3, 4, 5, 6-9, 10-14
және 15-ден тағы басқа интрондар және интронсыз`гендерден құралған. Ең көп
гендер 15-ден тағы басқа интрондардан құралған участкіде байқалған, олардың
саны 4699 (50,1 %) гендер. Басқа интрондар санына байланысты гендердің саны
орташа есеппен өсіп отырған.

3 кесте
Plasmodium falciparum ең үлкен (14) хромосомасының интрондар мен
экзондар саны мен ұзындықтарының өзгерісі

Әр түрлі Экзондардың Интрондардың Гендердің Экзондардың
интрондар саныорташа орташа орташа гендердегі
бар гендер ұзындығы, ұзындығы, ұзындығы, ж.н.орташа
(жалпы (жалпы ұзындығының
ұзындығы), ұзындығы), ж.н. саны, ж.н.
ж.н.
Интронсыз 2268 (873006) 0 2268 2268 (100)
гендер
1 интрон 1024 (100971) 262 (12316) 2410 2410 (89,1)
2 интрон 488 (42420) 209 (12129) 1881 1881 (77,8)
3 интрон 804 (115845) 179 (19286) 3754 3754 (85.7)
4 интрон 470 (63405) 178 (19245) 3061 3061 (76,7)
5 интрон 388 (41937) 164 (14718) 3148 3148 (74)
6-9 интрон 317 (62775) 160 (27618) 3616 3616 (69,4)
10-14 451 (48300) 153 (15111) 7926 7926 (76,2)
интрондар
15 және басқа 117 (11214) 138 (12444) 3943 3943 (47,4)
интрондар

Экзондардың гендердегі орташа ұзындықтары интрондардың өсуіне
байланысты кішірейіп отырды, мысалыға қарайтын болсақ 1 хромосомада 7,6
есе, ал 14 хромосомада (3 кесте) 2,2 есе кішіреп қалды. Бұл экзондардың
орташа ұзындықтарының өзгерістері экзондар санының 400 н. дейін кемуімен
байланысты. 1 интронды гендерде 89,4 %, ал 15 - басқа интрондарда 50,1 %
дейін кеміген. 2 хромосомада 1 интронда экзондар саны 89,1 %, ал 15 - баска
интрондарда 76,2 % дейін кемігенін байқаймыз, және графика да көрсетілген.
Осыған байланысты, егер интрондардың гендерде саны өссе, онда экзондардың
гендердегі орташа ұзындығы төмендейді.
Графиктерден (Сурет 1) байқап тұрғанымыз, экзондар саны ұзындығы 20
нуклеотидке дейін интрондардың гендердегі саны өскен сайын төмендегенін
байқаймыз. 1, 6-9 интронды гендерде шамамен 12 % 20-40 нуклеотид экзондар
бар, ал 4 интронды гендер дәл сол ұзындықта шамамен 10 % экзон бар. Басқа
гендерде экзондар саны 2-40 нуклеотидтік ұзындықта 3-4 % бар.

Ось абсцисс – экзондар мен интрондар ұзындықтары, ось ординат – экзондар
мен интрондар саны.

1 сурет. Plasmodium falciparum бір ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.