Рестрикция сайттары

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы Ғылым және Білім министрлігі
Қазақ Ұлттық Аграрлық Университеті
Акушерлік, хирургия және өсіп - өну биотехнологиясы кафедрасы

РЕФЕРАТ
Молекулярлық генетикада қолданылатын ферменттер. Молекулярлық генетиканың әмбебап құралы ретінде қолданылатын полимеразалар және рестриктазалар. Рестриктаза, рестрикция сайты

Орындаған: Қанағатова А
ВМ - 401Тексерген: Бименова Ж

Алматы 2020
Жоспары:
I. Кіріспе Молекулярлық генетикада қолданылатын ферменттер II. Негізгі бөлім 2.1. Молекулярлық генетикада қолданылатын полимеразалар және рестриктазалар 2.2. Рестриктаза 2.3 . Рестрикция сайттары III. Қорытынды IV. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

I.Кіріспе Молекулярлық генетикада қолданылатын ферменттер
Ферменттер деп бүкіл жануарлар,өсімдіктер, микроорганизмдердің клеткаларыментканьдарыныңқұрамынакі ріп биологиялық катализаторлардың ролін атқаратын спецификалық белоктарды айтады. Қазіргі кезде 2000-нан астам ферменттердің әсері зерттелген. Оның ішінде 200-ге жуығы кристалл түрінде алынған. Олардың бәрі де белоктар болып табылады. Ферменттер молекулаларының құрылысына қарай 2 топқа бөлінеді: 1)тек қанабелоктардан тұратын бір компонентті ферменттер; 2)молекулаларының құрамына белоктан басқа активтік простетикалық топ деп аталатынбелоксыззаттар кіретін екі компонентті ферменттер. Молекулярлық генетикада қолданылатын ферменттер: ДНҚ және РНҚ- полимераза, кері транскриптазалар, ДНҚ - метилтрансфераза, рестрикция эндонуклеазалары, репарация ферменттері, ДНҚ - лигаза, taq - полимераза жатады. Лигаза (лат. ligāre -- тігу, біріктіру) әртүрлі молекулалардың(белоктардың, нуклеин қышқылының, пептидтердің т. б.) бір-біріменқосылуына қатынасатын ферменттер тобы. Табиғатта кең тараған,ақуыздарды, липидтерді, көмірсуларды түзуде үлкен роль аткарады.100-ден астам лигазалар белгілі. Кейінгі кезде олар нуклеинқышқылдарын тігу үшін биотехнология саласында айрықшақолданылып жүр. Олар өзгеше биологиялық қасиетке ие жаңа генжасауда даөз орнын алады. Кері транскриптаза - ДНҚ-полимераза тәріздес фермент. Бірақ ДНҚ-ны ДНҚ-дан емес РНҚ-дан синтездейді. РНҚ-полимеразамен салыстырғанда ол кері бағытта жұмыс істейді, яғни ДНҚ-дан РНҚ-ға емес, РНҚ-дан ДНҚ-ға. Кері транскриптазаның көмегімен иРНҚ молекуласында ДНҚ тізбегі синтезделеді (кДНҚ), содан кейін иРНҚ сілтінің көмегімен алынып тасталады да, ДНҚ-полимеразаның, көмегімен ДНҚ-ның екінші тізбегі құрылады.

II.Негізгібөлім 2.1.Молекулярлық генетикада қолданылатын полимеразалар және рестриктазалар
ДНҚ - полимеразалар - бұл молекулалық салмағы 100000 Дальтоннан артық болатын ірі белоктар.Олар 3 -- 5 экзонуклеазды белсенділікке ие нуклеотидтерді бір бағытта жинақтайды да , соңынан байланысқан нуклеотидтерді қиып тастайды. Экзонуклеазды белсенділік дегеніміз реттіліктің дұрыстығын тексеру, яғни қате жұптасқан нуклеотидтерді жойып, орнын комплементарлы дұрыс орналасқан жұбына ауыстыру. Жаңадан пайда болған ДНҚ-ның синтезін катализдайтын негізгі фермент ДНҚ-полимераза-3 болып табылады (дәлірек айтқанда, ол ДНҚ репликациясының ұзаруына жауап береді). Ол - ДНҚ-полимеразаның өзінің және басқа белоктардың мультимерлік комплексі. Мысалы, ішек таяқшасының ДНҚ-полимераза-3 ферментінің құрамына 10 суббірлік кіреді. Репликация кезінде ДНҚ-полимераза-3-тің димерлік формасы жетекші (ведущая) және қалушы тізбектерінің бірлескен синтезін жүргізеді деген дәлелдер бар. Қазір ДНҚ-полимераза-1 бастаушы (затравка) рибонуклеотидтік праймердің бөлініп кетуін және сол босаған бөлікті дезоксирибонуклеотидтермен толтыру процестерін катализдейтіні дәл анықталған. Ішек таяқшасы бактерияның ДНҚ-полимераза-2 ферменті ДНҚ тізбегінің бұзылған бөліктерін қалпына келтіріп, жөндеу қызметін атқарады. Тағы да айта кететін нәрсе - ДНҚ-полимераза-1 матрица ретінде ДНҚ-ның бір тізбекті бөліктерін пайдаланады, ал ДНҚ-полимераза-3 арасында қысқа бір тізбекті қатарлар болатын ДНҚ-ның қос тізбегін пайдаланады. РНҚ-полимераза - олигомерлі фермент, ол екі бірдей α-суббірліктен (әрқайсысының молекулалық массасы 36000), әртүрлі екі β-суббірліктерінен (мол.массасы β1 = 151000 және β2 = 155000), φ-суббірліктерден (11000) және σ-суббірліктерден (жалпы мол. массасы 390000) тұрады. Транскрипция процесі басталар алдында РНҚ-полимераза байланысатын ДНҚ-ның бөлігін промотор деп атайды, осы промотор тізбегін РНҚ-полимерезеның σ-суббурлігі (басқаша σ-фактор) танып-біледі. Оның нәтижесінде ашық комплекс пайда болады - бір-бірінен ажыраған ДНҚ тізбегінің біріне РНҚ-полимераза байланысады. Ферменттің басқа α-суббірліктері транскрипцияны бастайды (инициация), бета-суббурліктер каталитикалық реакцияларды (субстратты байланыстыру және элонгация) іске асырады. Сонымен қатар, РНҚ синтезіне бірқатар басқа да белоктар қатысады. Оларға репрессорлар мен терминация белоктары жатады. Терминация белогы (р-фактор) ДНҚ белгілі бөлігімен қайтымды түрде байланысып, РНҚ синтезінқажет уақытысындатоқтатады. Taq полимераза-бұл пробиркада ДНҚ синтезі үшін полимеразды тізбекті реакцияда (ПТР) қолданылатын фермент, бұл 1 ДНК-полимераздың ішек таяқшасы сияқты. ПТР-да қолданылатын жоғары температураға төтеп бере алады. Taq Полимераза табиғи түрде Thermus aquaticus ретінде белгілі термофильді бактерияда бар, Бактерия гидротермальды жер және ыстық көздер сияқты өте ыстық жағдайларда өмір сүреді. Сондықтан ол өте термостабильді. Taq полимераз белсенділігінің оңтайлы температурасы 75-80°Сқұрайды. Рестриктаза (лат.restrictio- шектеу)- нуклеин қышқылдарының гидролизін катализдейтин гидролаздар класына жататын ферменттер тобы. Қысқаша түрде айтқанда, рестриктаза- гидролиз тобына жататын рестрикция эндонуклеазының ферменттер тобы. Рестрикция эндонуклеазының экзонуклеазалардан айырмашылығы, нуклеин қышқылдарын шектейтін фрменттер молекуланың ұшынан немесе басынан емес, ортасынан ажыратады. Сонымен бірге, әр шектейтін ферменттің ұзындығы төрт жұп нуклеотидтен тұратын бір ДНК аймағын таниды және нуклеотид тізбегін сол аймақтың ішінде немесе сыртында байланыстырады. Бактериалды геном өзі шектейтін ферменттен аденин мен цитозиннің нуклеотидті қалдықтарын метилизациялау арқылы қорғалған (маска қою арқылы), яғни жасырылып қойылған. Оңтайлы емес жағдайларда шектеуді жүзеге асырған кезде, эндонуклеазаларда шектен тыс белсенділік байқалады, яғни шектеу еркешелігініңтөмендеуі. Рестриктаза ферменттерінің үш негізгі түрі (немесе кластары) бар, олар симметриялы және ассиметриялы болуы мүмкін. Бірінші типтегі рестриктаза ферменттері (мысалы, Escherichia coli К12-тен алынған ЕСОК) белгілі бір нуклеотид тізбегін таниды және ДНК молекуласын осы тізбектің жанына ерікті нүктеде кесіп тастайды және кесу орны өте ерекше болмайды (ДНК-мен кешен түзілгеннен кейін фермент ерекше емес өзара әрекеттеседі) немесе ДНК тізбегі бойымен қозғалады. Екінше типтегі рестриктаза ферменттері (мысалы EcoRI, Xbal) белгілі бір тізбекті таниды және ДНК-ның қос спиралін осы тізбектегі белгілі бір нүктеде кеседі. Бүр түрдегі рестриктазалар орталық осіне ие және симметрия осінің екі жағында бірдей оқылатын симметриялық тізбекті таниды. Үшінші аралық типті рестриктазалар (мысалы, EcoPI) қажетті тізбекті таниды және екі қатарлы ДНК молекуласын кесіп, оның соңынан белгілі бір санды нуклеотид жұбын (немесе тану орнынан әр түрлі қашықтықта бірнеше нүктеден) шығарады. Бұл жағдайда ДНК фрагменттері түзу немесе 5' немесе 3' ұштарымен шығады. Бұл рестриктаза ферменттер асимметриялы учаскелерді таниды.

1 - сурет. ДНҚ - полимераза

2 - сурет. РНҚ - полимераза

2.2. Рестриктаза
Рестриктаза ферменттері бактериялар эволюция кезінде жасушаға еніп, оның өзгеруіне әкелетін бөгде ДНК-ны жою үшін шығарылған. Әр түрлі рестриктазалардың шектеу алаңының мөлшері әдетте 4-5 нуклеотидтен тұрады. Сайттағы базалардың саны оның геномындағы жиілігіне тікелей әсер етеді (азот негіздерінің кездесулерінің жиілігі тең деген болжаммен есептелуі мүмкін). Сайттар әдетте палиндромды, яғни екі жағынан бірдей оқылады немесе инверсияланған қайталанулар болады. Бактерияның ДНК-ында шектеу учаскелері А және С қалдықтарының метилизациясымен жасырылған. Мысалы, EcoRI рестриктаза ферменттері төңкерілген қайталанумен GAATTC тізбегін таниды және G және A нуклеотидтері арасындағы тізбекті кесіп тастайды, соңында AATT аймақтарын қабаттайды. Жалпы алғанда, әр түрлі бактерияларда бірнеше жүздеген рестриктаза ферменттер табылды. Төмендегі суретте бірнеше белгілі рестриктаза ферменттері үшін нуклеотид тізбегінің шектеу учаскелері мен кесілген сызықтары көрсетілген
3 - сурет
Рестриктаза ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.