Транспозонды мутагенез

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

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

РЕФЕРАТ

Транспозонды мутагенез

Орындаған: Берсагурова А.

Тексерген: проф. Заядан Б. К.

АЛМАТЫ, 2007

Осы уақытқа дейін про- және эукариоттардың геномы тұрақты және оларды құрайтын тізбектер жай жүретін эволюциялық өзгерістерге тәуелді деп саналды. Генетикалық карта белгілі гендердің орналасу ретін көрсетеді деп санау бізге үйреншікті, яғни идентификацияланбаған тізбектер де өз орнын геномды тұрақты сақтайды. Генетикалық ұйымдасудың тұрақтылығын дивергенцияға ұшырыған екі түрдің өкілдеріндегі, мысалы адам мен маймылдағы, туыс тізбектер көрсетеді. Про- және эукариоттардың генерациясы кезіндегі айырмашылық олардың әртүрлі жылдамдықпен эволюцияға ұшырайтынын дәлелдейді, бірақ прокариоттарда да геном ұйымдасуы салыстырмалы жай өзгереді. Гендер эволюциясы жаңа тізбектердің пайда болуы және бар тізбектердің орын ауыстыруы нәтижесінде жүреді. Жаңа тізбектер векторлар көмегімен енгізілуі немесе бар гендердің мутацияға ұшырауынан пайда болуы мүмкін. Жаңа тізбектер генетикалық материалдың қайта құрылуы нәтижесінде де пайда болуы мүмкін. Мұндай қайта құрылулар жаңа реттеу шарттарын туғызу арқылы гендердің функциясын өзгертуі мүмкін.

«Дәстүрлі» геном эволюциясы белгілі механимздермен байланысты. Прокариоттарда генетикалық алмасуға хромосомадан тыс элементтер жауапты. Плазмидалар бактериялар конъюгациясына қатысса, фагтар инфекциялық процесті жүргізеді. Прокариоттық және эукариоттық геномдардың өзгеруі үшін потенциалды мүмкіндік белгілі бір тізбектердің бір сайтан екінші сайтқа ауысу қабілеттілігімен қамтамасыз етіледі. Бұл тізбектер транспозондалатын элементтер немесе транспозондар деп аталады. Прокариоттар ДНҚ-да осі тәрізді көптеген элементтер табылған. Бактериалдық транспозициялар элемент дупликациясынан тұрады: бір көшірме бастапқы донорлық сайтта сақталады, ал басқасы жаңа рецпиент сатта немесе нысана-сайтта пайда болады. Транспозиция донорлық және реципиенттік сайттардағы тізбектер арасындағы әлде бір туыстыққа негізделмеген, және осы оны ДНҚ қайта құрылуларына қатысатын басқа механизмдерден ерекшелендіреді. Әрбір транспозонда өзінің транспозициясына қажетті гендер болады, бірақ транспозон орналасқан геномның функциялары да қажет (иенің ДНҚ-полимеразасы, ДНҚ-гиразасы) .

Жылжуға қабілетті транспозондалатын тізбектердің геномдағы салдары қандай? Организм үшін транспозондар тудыратын мүмкін артықшылықтар олардың тікелей немесе жанама жолмен қайта құрылуларды индуцирлеу қабілеттілігімен байланысты. Транспозиция құбылысы өздігінен делецияларды, инверсияларды тудыруы мүмкін немесе иенің тізбектерін хромосомадағы жаңа орныға көшіруі мүмкін. Транспозондар клеткалық жүйелерде жартылай гомология облыстарын тудыруы мүмкін, себебі олардың көшірмелері әртүрлі жерлерде (тіпті әртүрлі хромосомаларда) реципрокты рекомбинация мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Мұндай алмасулар делецияларға, инсерцияларға немесе транслокацияларға алып келуі мүмкін.

Транспозондардың табиғи селекция үшін маңызы әлі белгісіз екенін атап өткен жөн. Транспозондалатын элементтер клеткаға пайда да, зиян да алып келмейді, олар тек өзінің көбеюімен айналысып жүркен «эгоисттік ДНҚ» деген болжамдар да бар. Бұл концепцияға сай транспозонның геномменен байланыстылғы ие мен паразит арасындағы қатынастарға ұқсайды. Сонымен қатар транспозонжардың таралуы шектелген болуы мүмкін, егер олардың клеткадағы саны клетка үшін жүк болса. Селективтік ерекшеліктерді қамтамасыз ететін кез келген транспозициондық құбылыс, мысалы генетикалық қайта құрылулар, активті транспозоны бар геномның тіршілігін сақтап қалуын шарттайды.

Транспозондар ұйымдасуы күрделі: оларда транспозиция процесіне қатысы жоқ гендер орналасқан. Антибиотиктерге, ауыр металдарға және басқа да ингибиторларға тұрақты гендері бар транспозондар белгілі.

Бактерияларда транспозицияның ашылуы

Транспозондалатын элементтер бактериалдық опреондар шегінде жаңа материалдардың инсерцияларды табылған кезде ашылды. Мұндай вставкалар ген ішінде орналасады және оның транскрипциясын немесе трансляциясын тоқтатады. Сонымен қатар олар полярлық эффектіні көрсете алады, бұл эффект мәнісі солардан кейін жүретін оперон гендерінің экспрессия дәрежесін төмендету.

Көптеген транспозондардың өзін көрсетуі транспозицияның бірнеше циклдерінде бақыланды. Транспозоны бар плазмида плазмидасы жоқ транспозоны бар клеткаға енгізілді. Транспозонды қабылдаған реципиентті молекулалар таңда алынады. Сонан соң донор мен реципиенттің плазмидалы ДНҚ молекулалары бөлініп алынады. Оларды зерттеу реципиенттік ДНҚ шын мәнінде транспозон вставкасын қабылдағанын, ал донорлық ДНҚ оның көшірмесін жоғалпағанын дәлелдейді. Осылайша, транспозиция реципиенттік сайтта транспозонның қосымша көшірмесінің пайда болуымен байланысты.

Транспозиция жиілігі 10 ⁵ -10 ⁷ аралығында болады. Реверсиялар шамамен 1000 есе сирек, оның жиілігі 10 ⁶ -10 ¹⁰ бір ұрпаққа.

Транспозондардың бірнеше типтері бар, бірақ белгілі бір кездері барлық элементтер үші бірдей. Олардың әрқайсысы транспозицияға қажетті белоктарды кодтайтын автономды бірлік. Реакция транспозондалатын элементтердің ұштарын танудан тұрады. Ең қысқа транспозондар транспозицияға қатысатын белоктарды ғана кодтайды (оларды «эгоисттік» ДНҚ деп атауға болады) . Ірі транспозондардың қосымша генетикалық маркерлері болады.

Транспозондардың полярлық эффектісі

Енгізілген тізбек оперонның полицистрондық мРНҚ-ның бөлігіне айналады. Нәтижесінде ол транскрипцияғы немесе трансляцияға кедергі болуы мүмкін. Кейбір жағдайларда полярлықтың көрінуі транскрипцияның rho- тәуелді терминациясымен түсіндіріледі: rho -штаммдарда полярлылық байқалмайды. Басқа жағдайларда полярлы эффекттер нонсенс-кодондағы трансляция терминациясы нәтижесінде пайда болады. Себебі транспозондардың өз гендеріне жататын реттегіш сигналдары бар, бұл сигналдар оперондағы құбылыстарға әсер ете алады.

Инсерциондық тізбектер

Транспозондардың бірінші бөлініп алынған тобы инсерциондық тізбектер деп аталады. Инсерциондық тізбектер - бұл жай транспозондар. Инсерциондық тізбектің әр типі IS префиксімен белгіленеді, әрі қарай осы типке сәйкес номер жүреді. IS-элементтер бактериалдық хромосомалар мен плазмидалардың нормалық компоненттері болып табылады. Мысалы, Е. coli стандартты шатммында IS1-дің сегіз көшірмесі және IS2-нің бес көшірмесі болады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.