Днқ-ның реттік құрылымдары және полиморфизмі

Пән: Медицина
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 5 бет
Таңдаулыға:

ДНҚ-ның реттік құрылымдары және полиморфизмі

Жоспар:

ДНҚ-ның реттік құрылымдары
ДНҚ-ның полиморфизміВ- ДНҚА- ДНҚZ - ДНҚН - ДНҚ

ДНҚ молекуласының полинуклеотид тiзбегiндегi нуклеотидтердiң ретi - ұрпақтан-ұрпаққа берiлетiн генетикалық мәлiмет. Полинуклеотид тiзбегiндегi нуклеотидтердiң реттелiп орналасуы ДНҚ молекуласының бiрiншi реттiк құрылымы деп аталады. Нуклеотид тізбегіндегі әрбір мононуклеотидтер өзара 3΄, 5΄ -фосфодиэфирлік байланыспен байланысқан, яғни бірінші нуклеотидтің дезоксирибозасының С3-орындағы ОН тобы келесі мононуклеотидтегі С5 орындағы фосфор қышқылымен өзара әрекеттесіпғ фосфодиэфирлік байланыс түзеді.

Екінші реттік құрылымы екі полинуклеотид тізбектерінің ширатылып қос спираль түзуі. Полинуклеотид тізбектері бір-біріне қарама-қарсы орналасқан және олар өзара комплементарлы негіздер арқылы сутекті байланыстармен байланысқан.

Спиральдің бір айналымы 3, 4 нм, ол 10 жұп нуклеотидтерден тұрады. ДНҚ молекуласының конфигурациясы оның гидраттану дәрежесіне байланысты біршама өзгеруі мүмкін.

Екінші реттік құрылымының қалыптасуын екі полинуклеотидтік тізбектеріндегі негіздер арасында түзілетін сутектік байланыстар қатысуымен қатар бір тізбектегі негіздер бірінің үстіне бірі орналасқан да, негіздердің өзара әрекеттесуі нәтижесінде пайда болған ван-дер-Ваальс күштері қамтамасыз етеді.

Теріс зарядты ДНҚ тізбегі мен оң зарядты гистон белоктарының өзара электростатикалық әрекеттесуі, қос спиральды ұстауға қатысатын қосымша фактор болып табылады.

Екіншілік деңгейдегі ДНҚ молекуласының қос спиралінің аралығында сутектік байланыстар үзіліп, екі ойыс пайда болады. Ойыстардың пайда болуына рН-тын өзгеруі мен жоғары температура себеп болады.

Үшінші реттік құрылымы - эукариоттарда қос спиральды ДНҚ тізбегінің гистонға оралып, суперспираль түзуі нәтижесінде шар тәрізді төмпешіктер түзіледі.

Гистондар - хроматинде кездесетін ақуызар. Аргинин мен лизинге бай, сондықтан сілтілік қасиеті бар. Молекула саны 11000- 21000. Хроматин құрылымы тұрақтылығын сақтайды, нуклеин қышқылдарын түзуде реттеушілердің бірі болады, мембраналардың жоғары молекулалы қосылыстарды өткізу қабілетін жоғарылатады. Гистондар - жасуша ядросының құрамына кіретін сілтілік қасиеті бар протеиндер (негіздік протеиндер) . ДНҚ кешенінің құрамына кіретін гистондарды нуклеогистондар деп атайды.

Гистондар 5 түрге бөлінеді - Н ₁ Н _2a , Н _2b , Н ₃ , Н ₄ . Н ₁ гистонынан басқа гистондардан октет құрылады. Бұл октетке ДНҚ -ның тізбегінің 140 негіздер жұбынан түзілген бір бөлімі оралады, сөйтіп, нуклеосома түзіледі. Октетке оралған ДНҚ-ның бөлігі активті емес төмпешік түзеді, осы төмпешіктердің арасында ДНҚ-ның суперспиральданбаған активті бөлігі және белок Н1 орналасады. Бұл аймақ шамамен 50 жұп нуклеотидтерден тұрады.

ДНҚ-ның полиморфизмі.

Утсон мен Криктің қос спиральды үлгісіне сәйкес екі полинуклеотиді тізбектері антипараллельді болып келеді, яғни қарама-қарсы бағытта жүреді. Бір тізбек 5 ‘-3’, ал екінші, 3’ -5’ бағытта. Нуклеотидтер жұптарының санымен өлшенеді. Мысалы, адам хромосомасының ДНҚ-ның ұзындығы 263 милл жұп нуклеотидтерден тұратын бірақ қос спираль болып табылады.

Азотты негіздердің әрбір жұбы спираль осінің айналасында негіздердің келесі жұбына қарай 36º - градусқа бұрылады. Сөйтіп, негіздердің он жұбы 360º -градусқа тең толық айналымды құрайды. Екі тізбек бір-біріне сәйкес бұратылып екі иірімді қос спираль түзеді. Егер спиральдің осі бойынша алғанда бұрылыстар сағат тілі бағытында болса қос спираль оң жоқта болады. ДНҚ-ның мұндай құрылымы ДНҚ қос спиральінің В-формасы деп аталады. Қос спираль басқа да екі изомерлі түрде болатындығы белгілі.

Олар негіздер мен қанттың арасындағы валентті бұрыштардың алмасуына байланысты пайда болады, ал дезексирибозалы сақина мен қантфосфотты тірегі біршама иілгіш келеді. Сондықтан оған төзімді конфигурация қалыптаспайды.

Сирек кездесетін А-формасы тек төменгі ылғалдылық жағдайында кездеседі және В-формасынан айырмашылылығы табан жалпағы спираль осіне бұрышы 20 градусқа перпендикуляр құрайды, сондықтан негіздердің жұптары арасындағы ара-қашықтық тігінен алғанда 0, 29нм кемиді, ал бір оралымдағы негіздер жұбының саны 11-12 дейін артады. ДНҚ-ның А-формасы биологиялық қызметі әлі толық түсініксіз.

А-ДНҚ-дағы қант С3'-эндо-конформацияда орналасады, ал ДНҚ-ның басқа модификацияларында С2'-эндо-конформацияда орналасқан. Қант конформациясы В-формадан ерекшеленетіні А- және В-спиральдар энергетикалық кедергімен бөлініп тұрғанын көрсетеді.

1979 ж. америкалық ғалым А. Рич (1929 ж. т. ) молекула құрылымының сол жақ оралымын (Z - ДНҚ) ашты.

ДНҚ-ның пуринді және пиримидинді нуклеотидтері кезектесіп келіп отыратын бөлімшелері белгілі бір жағдайларда спиральдың сол жақты пішініне көшеді. Бұл кезде негіздердің көршілес жұптарының арақашықтығы 0. 77 нм, ал бір орамдағы жұптардың саны 12 дейін ұлғаяды. Мұндай молекуланың тірегі ирек түрінде болады, сондықтан ол Z - пішінді немесе Z - ДНҚ деп аталады. Z - ДНҚ бөлімшелері дрозофилананың политенді хромосомаларының дискілерінің аралығында болатындығы анықталған. Бұдан шығатын қорытынды Z - ДНҚ табиғи жағдайда кездеседі, бірақ оның ролі әлі толық анықталмаған. Z - ДНҚ клетканың қатерлі ісікке айналуында маңызды орын алады деген болжам бар.

В-ДНҚ-дан Z-ДНҚ-ға өту

Басында айтылып кеткендей, В- және Z-формалар бір-біріне өте алады. Бұл ерітіндінің иондық күші өзгерген кезде немесе фосфодиэфирлік қалқанның теріс зарядын нейтралдау үшін қажет катиондардың концентрациясының өзгеруінен жүреді. Алайда, басқа формаға ауысу үшін тізбектердің ажырауы жүрмейді, ол негіздердің бірнеше жұбындағы сутектік байланыстардың ажырауымен инициацияланады; содан соң гуанин син-конформацияда фиксацияланып, сутектік байланыстар қалпына келіп, негізгі байланысты уотсон-криктік жұптар түзеді. Ауысу облысы спираль бойымен тізбек түрінде жүреді.

Z-фолрмасы

Қос қабатты спираль сол жаққа бұрылған

Бір айналымда 12 нуклеотид

Қант-фосфат тізбегі z-сияқты формада

Н-формасы

ДНҚ-ның Н-формасы - ДНҚ-ның гомопурин-гомопиридиндік емес құрылымы. 80-жылдардың басындатеріс