Теломераның жалпы сипаттамасы

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

I. Кіріспе

II. Негізгі бөлім

1. Теломераның жалпы сипаттамасы

2. Теломераның қызметтері

3. ДНҚ- ның теломерлік бөлімдерінің репликациялануы.

III. Қорытынды

IV. Пайдаланған әдебиеттер

Кіріспе

Клетканың тұқым қуалауының негізгі материалы хромосомалар. Хромосома ядрода орналасқан. Хромосоманың негізгі қызметі тұқым қуалау ақпаратын сақтап, ұрпақтан ұрпаққа беру болып табылады. Хромосоманың саны мен құрылымының өзгеруі адамдағы тұқым қуалайтын хромосомалық ауруларға алып келеді. Хромосомалық ауруларға диагноз қою ауру адамның кариотипін зерттеуге негізделген.

Хромосоманың маңызды бөлігі - центромера. Центромера - жасуша бөлінуі кезінде хромосоманың қозғалуын қамтамасыз етеді. Егер центромера болмаса хромосомалар қозғала алмай жойылады. Хромосома иіндерінің ұштарын теломералар деп атайды, олардың қызметі хромосомалардың тұрақтылығын сақтау, хромосомаларды ядро ламинасына бекіндіру, хромосомаларды жабысып қалудан сақтау, т. б. болып табылады. Жасушаның әрбір бөлінуінен кейін хромосома теломералары азды-көпті қысқарып отырады, ал оның ұзындығы минимальды деңгейге жеткенде жасуша бөлінуін тоқтатады және бұл ағзаның қартаюына алып келеді.

Теломера - жасушаның қанша рет бөліне алатынын есептейтін құрылым болып табылады. Теломера - хромосома ұшының бөлігі. Ол қорғаныштық қызметін атқарады. «Теломера» терминін ғылымға 1932 жылы америкалық генетик Г. Меллер енгізген.

ДНҚ молекуласының учаскесі болғанына қарамастан ерекше жолмен репликацияланады. Бұл процеске ерекше ферменттер теломеразалар қатысады. Теломера - жасушаның қанша рет бөліне алатынын есептейтін құрылым болып табылады. Барлық жасушаларда ДНҚ-ның толық репликацияланбаған учаскелері қалпына келуі қажет. Бұл қызметті теломеразалар атқарады. Теломеразалар әрбір теломерлердің G-тізбегін ұзартады. Теломеразалармен 450 нуклеотидтерден тұратын теломеразалық РНҚ байланысқан. Оның ортаңғы қысқа учаскесі 1, 5 теломерлік қайталануға комплиментарлы болады. Осы РНҚ -ның сол жағындағы триплет (АУЦ) ДНҚ-ның G-тізбегінің шеткі теломерлік жартықайталанумен байланысу үшін пайдаланылады. Қалған гексонуклеотид (ЦЦААУЦ) G-тізбекті 3′ ұщынан ұзарту үшін матрица ретінде қызмет атқарады. Теломеразалардың қызметі: қысқа, жаңадан синтезделген тізбекті ұзартпай, ескі матрицалық ұзын тізбекті ұзартады.

II. 1. Теломераның жалпы сипаттамасы

Теломера - жасушаның қанша рет бөліне алатынын есептейтін құрылым болып табылады. Теломера - хромосома ұшының бөлігі. Ол қорғаныштық қызметін атқарады. Барлық адамдар мен омыртқалылардың хромосомаларындағы теломерлік ДНҚ TTAGGG нуклеотидтердің біртекті (монотонды) қосылысынан тұрады. «Теломера» терминін ғылымға 1932 жылы америкалық генетик Г. Меллер енгізген. ДНҚ молекуласының учаскесі болғанына қарамастан ерекше жолмен репликацияланады. Бұл процеске ерекше ферменттер теломеразалар қатысады. Теломерлерде ешқандай генетикалық ақпарат болмайды, сондықтанда теломерасыз олардың біршама бөлігі түсіп қалған кезде де геном бірқалыпты қызмет ете береді. Теломерлердің негізгі қызметінің өзі де осы болса керек, яғни олар геномның маңызды бөлігін толық репликацияланбаудан қорғап, буферлік қызмет атқарады. Сонымен қатар, теломеразалардан біржола бас тартуға болмайды, себебі жасущаның бөліну процесінде күндердің күнінде ДНҚ-ның теломерлік учаскелері қысқарып-қысқарып жойылуы мүмкін. Теломерлер ерекше, арнайы қызметтер атқарады, сондықтан олар белгілі бір шекке дейін қысқарады.

Нидерланд және британ ғалымдары кейбір адамдардың басқалардан ерте қартаюының себебін түсіндіретін нақты гентикалық материалдарды тапты, олар - теломералар. Ескірген және қысқарған теломерлер ерте қартаюға және қатерлі ісік ауруларына әкелуі мүмкін екенін дәлелдеді. Ғалымдарға теломерлердің ұзындығын реттейтін ТЕRC гені қартаю және онкологиялық ауралар процестерінде негізгі рөл атқаратыны белгілі болды. Соңғы зерттеулер ерте қартаю мен теломерлердің қысқаруына жауапты гендердің нақты варианттарын анықтады.

Теломеразалар - жасушаның әр бөлінуінде қысқарған хромосома ұштарын қалпына келтіруші фермент.

Барлық жасушаларда ДНҚ-ның толық репликацияланбаған учаскелері қалпына келуі қажет. Бұл қызметті теломеразалар атқарады.

Теломеразалар әрбір теломерлердің G-тізбегін ұзартады. Теломеразалармен 450 нуклеотидтерден тұратын теломеразалық РНҚ байланысқан. Оның ортаңғы қысқа учаскесі 1, 5 теломерлік қайталануға комплиментарлы болады. Осы РНҚ -ның сол жағындағы триплет (АУЦ) ДНҚ-ның G-тізбегінің шеткі теломерлік жартықайталанумен байланысу үшін пайдаланылады. Қалған гексонуклеотид (ЦЦААУЦ) G-тізбекті 3′ ұщынан ұзарту үшін матрица ретінде қызмет атқарады. Теломеразалардың қызметі: қысқа, жаңадан синтезделген тізбекті ұзартпай, ескі матрицалық ұзын тізбекті ұзартады.

II. 2. Теломераның қызметтері

Теломерлардың негізгі қызметтері 4-ке бөлінеді:

1. Механикалық қызметі:

а) Хромосомалардың ядро матрикісіне бекінуге қатысады; б) Хромосома хроматидаларының ұштарын бір-бірімен тіркестіреді;

2. Тұрақтандырушы қызметі:

а) Жасушада теломераза болмаған жағдайларда ДНҚ-ның кодтаушы бөлімін толық репликацияланбаудан сақтайды; б) Егер жасушада теломераза болса, үзілген хромосома ұштарын тұрақтандырады;

3. Гендердің экспрессиялануына әсер етуі.

Теломераларға жақын орналасқан гендер экспрессиясы төмен болады(репликацияланған), мұны транскрипциялық үнсіздік немесе сайлинсинг деп атайды.

Теломерлердің қысқаруы оларға жақын орналасқан гендерді активтендіреді, мысалы, Rap 1не TFR 1 гендерінің активтенуі.

4. Есептеу қызметі.

ДНҚ-ның теломерлік бөлімдері теломеразасыз жасушаның бөлінуін есептеп отыратын репликометр болып табылады

Жасуша үшін оның қанша рет бөлінгеніне қарағанда, теломера ұзындығының сындарлы деңгейіне дейін қанша рет бөліп қалғаны маңыздырақ. Сондықтанда теломера- жасушаның теломерасыз қанша рет бөліне алатынын есептейтін құрылым болып табылады.

Теломера ұзындығы сындарлы деңгейге жеткенде ол өзінің жоғарыда аталған қызметтерін атқара алмайды, сондықтан да жасуша циклы бұзылып өледі.

Сондықтан да, барлық жасушаларды немесе тек эмбриональдық жасушаларда ( ствол жасушаларында ), ДНҚ- ның толық репликацияланбаған учаскелері қалпына келуі қажет. Бұл қызметті теломеразалар атқарады.

II. 3. ДНҚ- ның теломерлік бөлімдерінің репликациялануы.

ДНҚ молекуласының толық репликацияланбайтының, яғни теломерлік бөлімдерінің репликацияланбайтының, алғаш рет 1971 жылы А. М. Оловников ашқан.

Мұның мәні мынада: ДНҚ полимеразалық жүйе аналық ДНҚ молекуласының жіпшелерінің 3′ ұшын толық репликацияламайды, яғни жаңадан синтезделген ДНҚ тізбектері 5′ ұшы жағынан қысқа болады. Себебі әрбір жаңа ДНҚ тізбегі қысқа «РНҚ - ұйытқыдан » (праймер) басталады. Кейін ол ерекше нуклеазалармен алып тасталынады, бірақ босаған учаске толтырыла алмайды, Себебі ДНҚ полимеразалар өз бетінше ДНҚ синтезін бастай алмайды, ол тек полинуклеотидті 3′ ұшын ұзартады. Бұл жерде теломерлік учаске жоқ, сондықтан жаңа тізбек матрицадан қысқа болады.

ДНҚ молекуласының мұндай ұшын (бір тізбегі ұзын, екіншісі қысқа) оверхенга немесе үшкір ұшы деп аталады.

ДНҚ- ның үшкір ұшы тұрақсыз болады, себебі экзонуклеазалар ұзын ұшындағы артық нуклеотидтерді бір- бірден алып тастап, ДНҚ ұшын тұйықтайды.

Қалай болғанда да, егер жасушада теломераза болмаса, оның әрбір бөлінуінен кейін хромосома (ДНҚ) қысқарып отырады.

Әрбір репликацияда ДНҚ молекуласы "РНҚ- ұйытқа" ұзындығына сәйкес 10- 15 нуклеотидке қысқаруы тиіс болғанымен, шындығында 50- 65 нуклеотид жұбына қысқарады. Бұл ДНҚ- полимеразалық кешеннің қасиетіне байланысты болады.

Адамның ядролық ДНҚ- ның 1 молекуласының орташа ұзындығы 120 миллион нуклеотид жұптарына тең десек, жасушаның әрбір бөлуінде теломераза белсендігінсіз Жнқ молекуласы 0, 5%- ға қысқарады екен. Бұл әрине аз. Бірақ, табиғатта теломера ұзындығын қалпына келтіріп отыратын тетіктер болмаса түбінде хромосомалар жойылып кеткен болар еді. Тек сондықтан ғана хромосомалар теломералерінің толық репликацияланбау проблемасының биологиялық маңызы орасан зор. Сонымен қатар, бұл құбылыс ағзалардың қартаю канцерогенез проблемаларымен де тығыз байланысты.

Толық репликацияланбау проблемалары жасушада калай шешіледі?

Ғылыми деректер бойынша хромосома ұштарынды генетикалық ақпарат болмайтын көптеген арнайы гексонуклеотид (6 нуклеотидтен тұратын) бірізділіктер қайталанып орналасқан.

(5`) ЦТААЦЦ . . . ЦТААЦ . . . ГГТТАГ . . . ГГТТАГ . . . (3`)

(3`) ГАТТГГ . . . ГАТТГГ . . . ЦЦААТЦ . . . ЦЦААТЦ . . . (5`)

Днқ- ның теломерлік бөліміндерінде мыңдаған осындай гексонуклеотидтер қайталанады. Олардың жалпы ұзындығы адам эмбрионы жасушаларында 10- 15 мың нуклеотид жұптарына тең. Сонымен, хромосоманың екі теломерлік ұшы, адамның ядролық ДНҚ молекуласының ұзындығының 0, 02 құрайды.

Теломерлік қайталануларда ешқандай генетикалық ақпарать болимайды, сондықтан да теломерасыз олардың біршама бөлігі түсіп қалған күннің өзінде де осы болса керек, яғни олар геномның маңызды (ақпаратты) бөлімін толық репликацияланбаудан қорғап. Буферлік қызмет атқарады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.