Хромосомалардаы ДН-ны орамы жне молекула аралы зара серлер

 

Жоспары:

1.Ядро компоненттері.

2.Хроматин рылымы.Гетерохроматин жне эухроматин

3.Хроматин рылымындаы ДН-ны ышамдалуы.

4. Домендер ,молекулаларды здігінен жинаталуы .

5.Белок-белокты зара рекеттестік. Оларды белок мултимерлеріні зіндік жиналу шін маызы жне молекулалы рылымы.

6.Геном белсенділігін реттеу процесіндегі зара рекеттестік.

Прокариотты айырмашылыы эукариоттарда генетикалы материал толы алыптасан ядрода шоырланан. Ядро 4 компоненттен трады.

1. Ядро абышасы жне белокты матрикс

2. Хромосомдар

3. Ядрошы

4. Ядрошырыны

Ядро абышасы екі мембранадан сырты жне ішкі мембранадан жне оны арасындаы 20-50 км келетін перинукляар кеістігінен трады. Сырты ядролы мембрана цитоплазма жаынан кбінесе рибосомалармен апталан немесе эндоплазмалы тор мембранасымен байланысты болып келеді. Ядролы мембрана ішкі жаынан жа белок табиатты таташалар мен байланысты. Ол таташалар ядролы белокты матриксті рамына кіреді. Ол матриксті рамына дро ішілік вмбриялы тор кіреді. Бл рылымдарды маызы олара хромосомдар бекініп трады. лкен макро молекулалары тасымалдау шін ядро абышасында пора деп аталатын сырты жне ішкі мембрана абысып тран тзілімдер болады.

Хромосомдар клеткаларыны генетикалы материалы болатын ДНК немесе белоктардан тратын тзілімдер. рбір белоктарды трді белгілі бір хромосом жиынтыы болады. Мыс: адамны диплоидты клеткасында 46 хромосомнан (22 аутосом немесе 2 жыныс) хромосомдары болады. Блінбей тран клетканы хромосомдара тек бір молекула ДНК болады. ДНК молекуласы те зын екі жаты спираль рылысты. Комнуклатит жіпшесі. Хромосом белоктарыны 60-80%-ті гистон деп аталатын белоктардан трады. Гистондар негіздік (аргенин валин жне гидрофовты валин аланин амин ышылы алдытарына бай белоктар. Осы амин ышылы алдытары. ДНК-мен рекеттеседі. рекеттесу нтижесінде нуклеосомалар тзіледі. Нуклеосоманы негізі 8 белок молекуласынан тратын октомер осы октомерді айнала ДНК молекуласы шамамен екі рет оралым жасайды, нтижесінде нукласома тзіледі. Гистон октомеріне оратылан ДНК учаскесі 140 нуклеотид жбынан трады. Оны кор ДНК деп аталады. Нуклеосомалар арасында 60 нукленотид жбынан тратын меккер учаскесі болады. ДНК молекуласы орташа есеппен 600 мы нуклеосома тзуге атысады. Демек осындай йымдастыру дегейінде хромосома монша трізді диаметрі 110 нмнуклясомалар жібі трінде болады. ДНК молекуласымен салыстыранда нуклясома жібі 6,2 есе ыса болады. Интерфазалы ядромалар хромосома байалмайды бл кезде органйкалы хроматин трінде болады Хроматинні 2-трі бар

1. Гетерохроматин кші кореденсоцияланан функцяналды белсенді емес храмасоманы кестелері.

2. Эухроматин функционалды белсенді, конденсацияланбаан хромасоманы ашы учаскелері. Гетерохроматин хромососма жинаталуыны 2-ші дегейі бл кезде нулеосомадан 18 есе ыса ал ДНК молекуласынан 6,2 ·18=100 яседей ыса клемде. хромасоманы е шинаталан илы митозды митапоза кезеде баиалады. мыс: бл кезде адамны 46 хромосоманы шамалы зындыы 180 микрометр болады. Ал жайыланда ДНК мололекуласыны шамалы зындыы 190 см барлыы демек 100мы есе ыса болып жинаталады. біра андай амыта жыйнаталды белгісіз.

Метафазалы хромосома 3 блімнен трады:

1.Центромера -орталы блігі.

2.Иытары центромераны 2 жаындаы блік.

3.Теломера иытан шеткі учаскелер. Хромосомада ышылды емес белоктар ышылды белоктара араанда аз млшерді кездеседі.біра олар рилы алуан трлі ызметтер атарады. атап айтанда органдар рылымды ызмет немесе трансформация репликация бір репарация ферменті ретінде немесе реттеуші ызметтер атарады. Атап айтанда олар:рылымды ызмет немесе транскрипция, репликация ферменттері ретінде жне реттеуші ызметтер атарады.

3.Ядрошы- Ядроларды е тыыз рылымы. Кбінесе дгелек пішінді келеді. Ядорда бір немесе бірнеше ядрошы болуы ммкін. Ядроны хроматинін блек рылым емес. Ол хроматинні туындысы. Ол хромасомаларды бір – біріндегі учаскесі ядрошыты йымдастырушы блігі деп аталады. Бл блікте РНК – ны гендеріні бірнеше кшірмесі болады . Осы гендерде р РНК бастамалыры синтезделеді. РРНК бастамаларынан рибасомалы РНК – лар тзіліп, олар ядро порасынан ішке кірген рибасомалы белоктарды бойлап рибасомалы бліктер тзіледі. Сонымен ядрошыта фибрилярлы компоненттер рРНК бастамалары . р РНК оларды ДНК –а гендері жне рибасома бліктері болады. РРНК кп боландытан ядрошы айын базафильдлі болып келеді . Ядрошытардаы рибасома бліктері ядро абышаларындаы органеллалара жаындап олардан тіп тасымалданады.

4. Ядро шырыны – ядро ішіндегі оймалжы сйы зат . Ол мнда тетін кптеген процестерге сйы орта болып отырады. Ядро шырынын рылымында мнда кптеген ферменттер болады.

Полипептидтік тізбектерді оралуын баыттайтын негізгі факторды бірі- полярлы жне полярлы емес бйір топтарды орналасуы. Белок синтезі барысында оны кптеген гидрофобты бйір топтары белок глобуласыны ішінде орналасуа тырысады. Олар сумен жне баса баса полярлы топтардан рекеттеседі. Полипептидтік тізбектегі амин ышылдарды кезектесу тртібінде оны оралуына ажетті барлы апарат бар . Амин ышылдарды барлы жеке зара серлесуіні нтижесінде белок молекуласы сломтомды трде зіне тн конформацияа детте жинаталан глобулярлы немесе зыннан созылан фибрилярлы рылыма ие болады. Белоктарды те кіші молекуланы зі сансыз кп дістермен орала алуа абілетті боланымен іс-жзінде полипептидтік тізбекті оралуы бір-бірімен жйемен жреді. Алашы кезде бір-біріне жаын жатан бліктерді арасында сутектік байланыстар тзіледі. Бл спирал, немесе атпарларды яни белокты 2-ші реттік рылымны алыптасуына келеді. спиралымен, атпарларды кейбір комбинацияслары те траты болады. Мндай рылым йымдасуды жоары дегейіне жатады жне олар олар белок домендері деп аталады.

Домен дегеніміз- бл салыстырмалы трде шаын глобулалы тзіліс оны зындыы 150 амин ышылдарын немесе одан кем болатын полипептидтік тізбекті блігі болып табылдады. Глобулалы белоктар біо-бірімен полипептидтік тізбектерді салыстырмалы трде лсіз байланысан бірнеше ртрлі домендерден трады. Жеке глобулалы белактар детте белакты агрегаттар тзеді. Клеткада эволюция процесінде гендерді дупликациясымен, модофикациясын амтамасыз ететін генетикалы механизмдер болады. Егер андайда бір 3 лшемді конформациясы бар полипептидтік тізбектерден тратын жне зіне тн асиеттері бар белок пайда болса, онда оны негізгі рылымы кптеген баса белоктарды рамына кіруі ммкін. азіргі заманы азаларда жаын ызметтерді атаратын ртрлі белоктарды амин ышылдарды кезектесіп, орналасуына сас болады. Мндай белоктарды туыстары бастапыдаы жалыз ата-тектік генні дупликациялану жолымен жне эволюция процесінде атаратын ызметіні згеруіне келетін мутацияларды жиналуынан тзіледі. Мысалы: протеолиттік ферменттер сериндік протеиназаларды туысы болып табылады. Бл туыса асорыту ферменттері, химотрипсин, трипсин сондай-а ан юыту факторлары протеиназалар жне тромбин жатады. Осы туыса жататын кез-келген 2 ферментті салыстыранда полипептидтік тізбектегі бірдей амин ышылдарды орналасуы шамамен 40%жадайда сйкес келеді. Біра ртрлі сериндік протеиназа атаратын ызметтері ралуан трлілігін осымен тсіндіруге болады. Сондытан клеткаларда структуралы жаынан жаын орта ата- тектерден тараан біра атаратын ызметтері ртрлі ауыздар кп.

Жаа белоктар кбінесе ртрлі полипептидтік домендерді бірігуінен тзіледі. Егерде клеткада бір атар траты белок беттері болса,и онда жаа асиеттер бар беттер 2 жне одан жеке кп жеке белоктарды ковалентті емес рекеттесулері нтижесінде тзіле алады. . 1 белоктарды 2-ші белоктардан рекеттесуі н,тижесінде ртрлі бірнеше серлесу беттері тзіледі. Клетка глобуланы белоктарды ірі функционалды белорктарды агрегатарды бірігуі тн кптеген белокты агрегаттарды молекулаларын массасы 1,0-50 мы Дальтон болды. Белок домендерді жаа байланыстыру орталытарын тзе отырып , ассоциациялау принспі клеткаларды структуралы тзілуіндеде де жмыс істейді. Мысалы: молекула стілік структуралар (ферменттік комплекстер, рибосомалар, ауызды талшытар, вирустар, мембраналар)ттас ірі молекула кйінде синтезделмейді. Олар макромолекулалы суббектілерді ковалентті емес агрегациясы нтижесінде тзіледі. Мны зіндік артышылытары бар:

1. лкен структураны тзетін бірнеше рет айталанатын кішкене суббірлікке аз генетикалы информация ажет.

2. Суббірліктер бір-бірімен лсіз байланыстар осыландытан, оларды жиналуы мен диссосациациясын оай баылауа болады.

3. Суббірліктерден жиналу кеткен ателерді жинауа ммкіндік береді.

Алаш рет здігінен жиналу темекі тебілі вирусында аныталан.

Екінші мысал макромолекулалы агрегата – бактерияларды рибасомасы жатады.

Бактерияларды рибосомасы 55 ртрлі белок малекулаларынан жне 3 ртрлі рРНК –дан трады. Олар диссосациацияланады жне айтадан жинала алады. Жиналу белгілі бір ретпен жреді. РНК-а алдымен белгілі бір белоктар, кейін басалары бірігеді. Содан со баса белок тзілген комплексті танып оан бірігеді.

Біра, азірге дейін кейбір крделі, здігінен жиналатын агрегеаттарды тзілуіні реттелуі алай жретіні белгілі емес. Кейбір крделі органнелаларды ралуына ажет информация оны зіні структурасында болады.Мысалы,митохондрия мен Голджи аппаратыны молекулалы компоненттері детте алдыы структураа сйкес біртіндеп алыптасады. Белгілі бір органеллалара тн жаадан синтезделген молекуланы арнайы тану механизмі болады, себебі бл органеллалар здігінен жигалып, здігіне ыдырап кете алмайды.

Жоары сатыдаы организмдердегі гендер белсенділігіні реттелу мселесі мал-шаруашылыында да, медицина саласында да зор маызы бар. Егер бл мселе игерілсе, онда жеке дамуды олдан саналы трде реттеп, керек баытта жргізуге болар еді. Эукариоттарда реттелу механизмдері те крделі жне те нашар зерттелген. Бл оларды организмі мен тканьдер клеткаларыны р трлі крделі жіктелуімен байланысты. Организмні барлы клеткаларында белсенділік крсететін гендер аныталан. Олар жалпы барлы клеткалык жуйе йымдастыруа жауапты. Кейбір гендерді жмысы мамандандырылан тканьдерде ана крінеді, мысалы, блшы еттегі миозинні синтезін баылаушы гендер гемоглобин синтезі, шаш кератині т.с.с. Бл, эукариоттарда генді реттеу механизміні барлыын растайды. Ммкін оларда прокариоттардаыдай белок синтезіні реттелуіні олданылуы, онымен оса осы организмдерге тн баса реттеуші процестер болар.

Кейбір зерттеулерді нтижесі эукариоттар опероны жйелік гендер мен оларды белсенділігін басаратын реттеуші гендерден трады деп жобалауа ммкіншілік береді. Мысалы, дрозофиланы Х-хромосомасындаы уайт локусын зерттеу оны рылымды жне реттеуші бліктерден тратынын крсетті. Уайт геніні мутациясы кз пигментіні рылуын заымдайды. Сондытан мутанттарды кзі ызыл-оыр емес ашы-сары немесе а болады, бл мутация нтижесінде осы локуста андай аллель пайда болуына байланысты. Егер уайт локусыны о блігі мутацияланса, онда кз пигменттері біржола синтезделмейді. Егер хромосомалы айта рылу арылы осы мутацияны кесірінен блінген о блігін, сау сол блігінен бліп алып, алыпты ызмет атаратын реттелуші баса локуса (Х-хромосомада немесе аутосомада) ауыстырса, кейде кз пигментіні синтезі орнына келеді. Бл деректер уайт локусыны о блігіні реттеуші ролін орындайтынын корсетеді. Осы локусты сол блігіні мутациясы оны жиі тежеп кз пигментіні белгілі бір млшеріні пайда болуына сер етеді. Уайт локусыны мутациясы сол блігін геномны баса жеріне орналастырса, мутантты фенотип алпына келмейді. Осы зерттеуде алынан деректер уайт локусыны сол блігі оперонны жйелік ызметін атарады деген болжам жасауа ммкіндік береді. Баса да жекелеген гендер белсенділігіні реттелу мысалдары бар, бірак, эукари-оттарда оларды механизмдері толы аныталмаан.

Эукариоттарды ядросында, бтін хромосомада немесе оны басым блігінде бір мезгілде ген белсенділігін тобы-мен тежеу болуы мумкін. Болжам бойынша гендерді ондай репрессиясы кбінде эукариоттар хромосомаларыны ура-мындаы гистондармен - негізгі белоктармен жасалуы ммкін. Гендерді белсенділігіні топты трде реттелуіне жануарларды спермиогенезі кезіндегі транскрипцияны толы тоталуы мысал болады. Мндай спермия тзілердегі барлы генні тежелуі жне эмбриогенездегі тоырауы хромосомадаы белок рамыны згеруіне байланысты деп есептелінеді.

Гендер белсенділігіні топталып тежеліп алуы сторектілерді аналытарыны жеке дамуында бір А-хромосомасында байалады. рашы малда екі хромосома, ал еркектерде біреу ана болады. Демек, рашыларды жыныс хромосомаларында гендер екі есе кп болады, оларды баылауымен белоктар екі есе кп синтезделуі тиіс. Сондытан р трлі кілдерді тек ана жыныстык, жаынан емес, осы жыныс хромосомасындаы гендер анытайтын белгілерден де айырмашылыы болар еді. Осы гендерді рекетін реттеу, еркек пен рашы жыныстардаы белоктар синтезін теестіру хромосома дегейінде жреді. Оларды У-хромосомаларындаы гендер ерте эмбрионды кезеінде ана белсенділік крсетеді. Ол кезде организмні ргашы жыныса арай жіктелу жолы ашылады. Кейін гомогаметалы жыныстьщ белгілі бір сатысынан бастап, оларды сома-ы клеткасында ЛГ-хромосоманы біреуі толык гетерохро-матизацияланып, оны гендері транскрипцияланбайды. Осыны нтижесінде гомогаметалык жынысты фенотиптік

кріністе тек бір ЛГ-хромосомадаы гендер жиынтыы атысып, белгілер екі жыныста да тееседі.

Лекция13