Хромосомды емес (цитоплазмалы) тым уалау.
Лекция жоспары:
1.Гендерді тіркесуі.
2.Кроссинговер.
3.Ядро мен цитоплазманы тым уалаудаы ролі. Хромосомды емес немесе цитоплазмалы тым уалау.
4.Пластидтік тым уалау.
5.Митохондрия арылы тым уалау.
Лекция масаты:студенттерге хромосомды емес тым уалау, пластидтік жне митохондриялы тым уалаулар туралы тсініктер беру.
Лекция мтіні:
1. Бір хромосомада ана шоырланан трлі гендерді бірігіп тым уалауын гендерді тіркесуі дейді. Мендель тжірибелерінде крсетілгендей аллельді емес гендер бір-бірімен толы туелсіз болу шін олар ртрлі хромосомаларда орналасуы керек. Сонда ана олар мейоз кезінде туелсіз ажырай алады.
Біра та кез-келген эукариотты организмде гендерді саны хромосомаларды санынан арты болады. Мысалы, дрозофила шыбыныны трт жп хромосомасында 7000-дай гендер бар екендігі белгілі. Адамны 46 хромосомасында 50 мындай гендер бар деген болжам бар.
Тіркесіп тым уалау былысын наты зерттеген Морган мен оны шкірттері. Олар дрозофила денесіні ара тсі мен анатыны болмайтындыын анытайтын гендерді зерттеді. Бл гендерді доминантты аллельдері шыбынны денесіні ср тсі мен анатыны алыпты болуын анытайды.
ВВVV ср денелі, алыпты анатты, ввvv ара денелі, анатсыз. Доминантты аллельдер В мен V мутантты аллельдерге толы басымдылы крсетеді. Сондытан 1 –дегі шыбындар ВвVv фенотипі бойынша алыпты болады. Егер талдау жргізу масатымен 1–дегі буданды рецессивті гомозиготамен (ввvv) будандастырса, алынатын рпаты 50%-і ср денелі анаты алыпты, ал алан 50%-і ара денелі анатсыз болып шыады. Сйтіп бл эксперименттен В мен V гендеріні бір хромосомада болатындыы жне оларды тіркесіп тым уалайтындыы крінеді.
Осы жргізген зерттеулеріні нтижелеріне сйене отырып, Морган тым уалаушылыты хромосомды теориясыналыптастырды. Бл теория тыш рет гендерді клетка ядросыны ерекше рылымдары – хромосомада шоырланатындыын наты длелдеп берді.
2. Гомологты жп хромосомаларды бойында аллельді гендерді бір емес, бірнешеуі орналасатындыы белгілі. Кейде сол жп хромосомалар айасып, нтижесінде Х трізді фигуралар – хиазмдер пайда болады. 1911 ж. Морган ашан бл былыс хромосомаларды айасуы немесе кроссинговер деп аталады. Хромосомаларды айасуы кезінде оларда гендерді рекомбинациясы болады. (Гендерді рекомбинациясы дегеніміз мейоз процесі кезінде гендерді жаа комбинацияларыны пайда болуы). Екі жп хромосомалар айасуды нтижесінде бір-бірімен блім алмастырады. Басында бір хромосомада орналасан А жне В гендері кроссинговер нтижесінде р хромосомаа одан рі ртрлі гаметалара тарайды.
Кроссинговерге шыраан хромосомалары бар гаметалар кроссоверлі, ал ондай хромосомалары жотары кроссоверлі емес деп аталады.
Хромосомаларды айасу млшерін кроссоверлі особьтарды процентін рпаты жалпы санына шаып есептейді. Айасуды лшем бірлігі ретінде оны бір процентке те млшері алынады. Оны кейде морганида деп атайды. Мысалы, жгеріні екі линиясын будандастыранда барлыы 1000 дн алынса, оны 36-сы кроссоверлі боланы. Сонда айасуды немесе кроссинговерді млшері Х = 100 = 3,6%
Хромосомаларды айасуы кезінде тым уалау задылыын тсіндіру шін Морганны дрозофиламен жргізген тжірибелеріні бірін мысала алуа болады. Ол тіркескен екі жп белгілерінде айырмашылыы бар шыбындарды будандастырды, атап айтанда ср денелі анаты жетілмеген шыбындар мен ара денелі анаты алыпты шыбындарды будандастыранда 1–де алынан будандарды барлыы да ср денелі алыпты анаттылар болып шыты. Дигибридті будан аналыты талдау жасау шін рецессивті гомозиготалы ара анатсыз аталыпен будандастыранда мынадай ара атынастаыдай трт фенотиптік класс пайда болады:
1. Ср анатсыз – 41,5%
2. ара анатты – 41,5%
3. ара анатсыз – 8,5%
4. Ср анатты – 8,5%
Сонда кроссоверлі емес шыбындар жалпы рпаты 83%-ін райды, ал кроссоверлілері 17% болады. Ал керісінше дигетерозиготалы будан аталыты рецессивті гомозиготалы ара анатсыз аналыпен будандастыранда алынан рпаты 50%-і ср анатсыз, ал аландары (50% ) ара анатты болады, яни 1:1 атынасындай болып ажырайды. Демек бл жадайда хромосомаларды айасуы немесе кроссинговер процесі жрмейді деп болжауа болады.
Морган мен оны ызметтестеріні жргізген зерттеулерінен кейін кроссинговерді универсальды былыс екендігі длелденді. Ол жгері, намазшам гл, тышан таы басалардан да аныталды.
Хромосоманы бір жерінде болатын кроссинговер зіне жаын орналасан екінші бір кроссинговерге басымдылы крсете алады. Ондай былыс интерференция деп аталады. Соны салдарынан болуа тиісті екі жаты зілісті проценті, наты болан жадайды процентіне сйкес келмей алады. Бл сіресе те жаын орналсан гендерден аны байалады.
Гендерді тіркесу млшеріне ртрлі ішкі жне сырты факторлар да сер етеді. Мысалы, дрозофиланы кейбір линияларынан алынан будандарда кроссинговер млдем болмайды. Бл кбінесе гомологты хромосоманы біреуіні айсыбір бліміні алмасуына (инверсия) байланысты болады.андай болмасын тірі рылым тым уалау ызметін толы атару шін, біріншіден ол клеткадаы зат алмасу процесіне атысуы керек, екіншіден оны здігінен екі еселене алатын абілеті болу керек, шіншіден ол митозды блінуді нтижесінде жаадан тзілген жас клеткалара те млшерде ажырауы керек. Ядролы зат - хромосоманы осы ойылан талаптара толы жауап бере алатыны белгілі. Ал цитоплазмада осындай асиеттері бар рылымдар бар ма дейтін болса, цитоплазма органиоидтарыны кпшілігі бірінші талапты анааттандыра алады. Мысалы центриольдарды алса, ол клетканы блінуіне ажетті ршы (ахроматин) жіпшелерді тзуге атысады, пластидтер, оны ішінде хлоропласттар фотосинтез процесін амтамасыз етеді, митохондриялар тыныс алу жне энергия орталыы, рибосомаларда белок синтезделеді т. с. с.
Сонымен атар центриольдар, пластидтер жне митохондрияларды репродукциялана алатын абілеттері де бар. Бл ойылан екінші талапа сай келеді деген сз. Біра та цитоплазма рылымдарыны центриольдардан баса ешайсысы да клетка блінген кезде хромосомалар сияты тедей екіге ажырай алмайды.
Ядро мен цитоплазманы арасында бл айтыландардан баса да айырмашылытар бар. Олар: 1) ядрода рбір биологиялы трді зіне тн траты хромосома саны болады, цитоплазма органоидтарыны зі бірнешеу жне оларды саны траты емес; 2) ядро рамындаы бір хромосома бзылса оны екінші біреуі алмастыра алмайды, ал цитоплазманы блінген органоидтарын сол тріздес баса органоидтары алмастыра алады.
3. Хромосома мен цитоплазма органоидтарыны осы крсетілген айырмашылытарына байланысты оларды тым уалаушылытаы атаратын ызметтерінде де згешеліктер бар. Хромосомалар арылы аныталатын тым уалау ядролы немесе хромосомалы деп аталады. Ал тым уалауды материалды негізі цитоплазманы элементтері болан жадайда ол хромосомалы емес немесе цитоплазмалы деп аталады.
Ядролы тым уалау Мендель задарына сйкес жреді, ал цитоплазмалы тым уалау олара баынбайды.
Жалпы сімдіктерде болсын, жануарларда болсын аналы жыныс клеткасында, яни аналы жмыртада цитоплазманы млшері кп болады, ал аталы гаметада ол жоа жуы. Сондытан цитоплазмалы тым уалау ядролы (хромосомалы) тым уалауа араанда аналы жолмен жреді.
Цитоплазмалы тым уалауды зерттеуді негізін 1908-1909 жылдары неміс алымдары К.Корренс пен Э.Баур салды. К.Корренс тн аруы сімдігіні, ал Э.Баур азтама пен намазшам глді ала жапыраты болуыны тым уалауын зерттеді. Нтижесінде олар мндай белгіні тым уалауы цитоплазма арылы болатындыын анытады.
4. Пластидтер сімдік организмінде бейне бір кмірсулар синтездейтін лаборатория секілді. Кей жадайда пластидтерді бліну арылы кбейетіндігі жне сол бліну кезінде жаадан тзілген жас клеткалара таралып ажырайтындыы белгілі болан.
Пластидтерді зі арнаулы белоктардан, ДН жне РН-дан трады. Біра азотты негіздерді рамы жаынан пластидтерді ДН-сы хромосомадаы ДН-дан згеше, сол
сияты оларды рамында болатын РН-ны рибосомалы РН-дан айырмашылыы бар. Сонымен кптеген зерттеулерді нтижесі пластидтерді тым уалаушылыа атысы бар екенін жне информацияны оларды ДН-сында саталатынын крсетті. Клеткадаы тым уалайтын асиеті бар пластидтерді жиынтыын Реннер деген генетик пластидам деп атаан.
К.Корренс тн аруы сімдігі жапыраыны ала болуыны тым уалауын зерттегенде оны су нктесінен р трлі клеткаларды тобын тапан. Оларды біреулеріні пластидтеріні хлорофилл тзу абілеті болмаанда, екінші біреулері тзе алатын болан. Соны салдарынан сімдікті жапыраы ала болып шыады. Бл ала жапыратылыты зі онтогенез барысында сырты орта жадайларына байланысты згеріп отырады. Тменгі температурада ондай згеріс артады, ал жоары температурада керісінше жапыраты алалыы азайып, тіпті бірте-бірте жойылып кетеді.
5. Митохондрия - клеткадаы тыныс алуа тікелей атысы бар органоид. Клетканы бліну кезінде олар жаа тзілген жас клеткалара шамамен бірдей млшерде ажырайды. Митохондрияны рамынан зындыы 5 мкм-ден (жануарларда) 20-32 мкм-ге (саыраулатар мен сімдіктерде) дейін жететін ДН табылан. Ол зіні рамы жаынан да ядролы ДН-дан згеше келеді.
Митохондриялы гендер негізінен екі топ белгілерді анытайды. Біріншісіне тыныс алу жйесіні жмысына байланысты белгілер жатса, екіншісіне антибиотиктер мен клетка уына тзімділікке атысты белгілер жатады.
Генетикалы трыдан ашыты саыраулатарыны митохондриялары кбірек зерттелген. Оларда бкіл клеткадаы ДН-ны 10-20-сы болады. Осындай саыраулатарды кейбіреулерінде тыныс алу кемістігі болатындыы аныталан. Ол кемістік оларды митохондрияларыны тым уалайтын згеріске шырауына байланысты, аныыра айтанда олардаы цитохромоксидаза ферменттеріні активтілігі тмендеген.
Б.Эфуси ашыты саыраулаыны секірмелі трде (спонтанды) пайда болан тыныс алу кемістігі бар, ергежейлі колония тзетін штаммын тапан. Ол ергежейлі мутантты штаммдар те баяу седі. Олар цитохром а мен в-ны, сол сияты цитохромоксидаза ферментіні жетіспеуінен тыныс алу кемістігіне шыраан жне спора тзу абілеті болмайды. Ергежейлі мутанттар митохондрияларыны ДН-сын алып зерттегенде, оны рамыны крт згеретіндігі жне соны салдарынан андай болмасын биологиялы информацияны кодалау абілетінен айырылатындыы аныталды. Бл келтірілген деректер ашыты саыраулаында болатын аталан асиетті тым уалауы цитоплазмаа байланысты екендігін крсетеді.
Цитоплазмада жне оны органоидтарында шоырланан тым уалайтын факторлар плазмотип немесе плазмон деп аталады. Цитоплазмалы тым уалауды бірлігі хромосомалы тым уалаудаы ген деген трізді плазмоген деп аталады.
Сонымен цитоплазмалы тым уалау да хромосомалы тым уалау сияты з алдына жеке дискретті фактор. Ядролы тым уалаудан айырмашылыы – ол аналы жолмен тым уалайды жне онда ажырауды траты санды атынастары болмайды, яни Мендель задылытарына баынбайды.
Баылау сратары:
1.Ядро мен цитоплазманы айырмашылыы андай?
2.Хромосомалы емес немесе цитоплазмалы тым уалау деген не?
3.Пластидтік тым уалау.
4.Пластидам деген не?
5.Плазмотип немесе плазмон деген не?
6.Плазмоген деген не?