Mavzu: Genomning DNK darajasidagi tahlili; PZR, gel-elektroforez va sekvenslash
usullari.
Reja:
1. Genetik tahlil — organizmlardagi irsiyash va oʻzgaruvchanliknn oʻrganish.
2.
Oʻzbekistonda madaniy oʻsimliklar genetikasi va seleksiyasi sohasidagi istiqbolli
ishlar.
3.
Oʻzbekistonlik olimlarning genomika soxasidagi yutuqlari.
Genetik tahlil — organizmlardagi irsiyash va oʻzgaruvchanliknn oʻrganish usullari
yigʻindisi. G. t. yordamida organizmlar belgi va xususiyatlarining oʻziga xos rivojlanish farqlari
oʻrganiladi, bu farqlarni nazorat qiluvchi genlar miqdori hamda ularning oʻzaro taʼsir harakteri
aniqlanadi. G. t. sitogenetik, molekulyar-genetik, populyatsion, aneuploid, mutatsion va
gibridologik tahlillarni oʻz ichiga oladi. Sitogenetik usul yordamida xromosomalar strukturam va
funksiyalari bilan maʼlum belgining rivojlanishi oʻrtasidagi oʻzaro bogʻliqlik oʻrganiladi.
Molekulyargenetik usul dan genlarning molekulyar tuzilishi bilan ulardagi mavjud axborot
(informatsiya)ga muvofik, sintezlanuvchi oqsillar orasidagi munosabatlarni oʻrganishda
foydalaniladi. Populyatsion usul genetik tadqiqotlarda mat. va variatsion statistika usullarini
qoʻllashta asoslangan. Monosom va nullisom xromosomalardan foydalanishga asoslangan
aneuploid usul genomning har bir xromosomasida joylashgan genlarni, shuningdek ayrim
xromosomalarning irsiy ahamiyatini aniqlashga imkon beradi (qarang
Monosom tahlil)
.
Mutatsion usul yordamida radiatsiya va kimyoviy moddalarning organizmga koʻrsatadigan
mutagen taʼsiri oʻrganiladi; ayrim lokus (gen)lardagi mutatsiyalarning sodir boʻlish darajasi,
spektri, tabiati hamda xromosoma aberratsiya (anomal tuzilish)larining harakteri tekshiriladi.
Genetika (yun. genezis — kelib chiqish, paydo boʻlish) — barcha tirik organizmlarga xos
boʻlgan irsiyat va oʻzgaruvchanlikni hamda ularni boshqarish metodlarini oʻrganadigan fan.
G.ning asosiy vazifasi irsiyatning moddiy asoslari hisoblanadigan xromosoma, genlar va nuklein
kislotalar (DNK, RNK) tuzilishi hamda funksiyalarini tadqiq qilish orqali organizmlar belgi va
xususiyatlarining rivojlanishi va kelgusi avlodlarga oʻtishini ochib berishdan iborat. Har xil fizik
va kimyoviy omillar taʼsirida organizmlarda irsiy oʻzgaruvchanlikning paydo boʻlishi va uning
organizmlar evolyutsiyasidagi ahamiyatini tadqiq qilish ham G.ning vazifalari qatoriga kiradi.
Madaniy oʻsimliklarning serhosil navlari, hayvonlar va mikroorganizmlarning mahsuldor zotlari
va shtammlarini yaratish; irsiy kasalliklarning paydo boʻlish sabablarini oʻrganish asosida
51
ularning oldini olish va davolash usullarini ishlab chiqish; ekologik muhitning irsiyatga salbiy
taʼsir etuvchi omillarini oʻrgaiib, genofondni saqlab qolishni genetik jihatdan asoslab berish G.
tadqiqotlarining amaliy muammolarini ifodalaydi.
G.ning mustaqil fan sifatida shakllanishida chex olimi G. Mendel tomonidan 1865 y.da
irsiyat qonunlarining ochilishi katta ahamiyatga ega boʻldi. Noʻxat ustida olib borgan tajribalari
asosida G. Mendel G.ning asosiy metoda hisoblangan duragaylash orqali irsiyatni oʻrganish
metodiga asos soldi. U organizmlar belgi va xususiyatlarini kelgusi avlodga berishi irsiyat
omillari (hoz. tushunchaga koʻra genlar) bilan bogʻliqligini taʼkidlaydi. Mendel ochgan qonunlar
uzoq vaqt eʼtibordan chetda qoldi. Faqat 1900 y.da de-Friz (Gollandiya), K. Korrens
(Germaniya) va E. Chermak (Avstriya) tadqiqotlari tufayli bu krnunlar qayta kashf qilinib,
Mendel nom i bilan ataladigan boʻldi. Shu sababdan 1900 y. G.ning mustaqil fan sifatida tashkil
topgan yili hisoblanadi. Biroq G. termini 1906 y. ingliz olimi U. Betsonning taklifi bilan berildi.
G.ning keyingi rivojlanishi natijasida Mendel kashf etgan qonunlarning universalligi uni barcha
organizmlarga, jumladan odamga ham taalluqli ekanligi isbot qilindi. Keyinchalik organizmdagi
aksariyat belgilarning irsiylanishida ikki va undan ortiq genlar ishtirok etishi bilan bogʻliq
boʻlgan komplementarlik, epistaz, polimeriya, pleyotropiya hodisalari hamda belgilar
irsiylanishida allel bulmagan genlarning murakkab uzaro taʼsiridan iborat kombinirlangan tip
kashf etildi. G.ning Mendel asos solgan ushbu yoʻnalishi hozirgi davrda yanada tez
rivojlanmoqda. Bu yoʻnalish klassik genetika, yaʼni mendelizm deb ataladi. Mendel yaratgan
irsiyat qonunlarini isbotlashda sitologiya fani erishgan yutuqlar ham katta ahamiyatga ega.
Sitologik tadqiqotlar tufayli irsiyatning moddiy asosi hisoblangan xromosomalar mavjudligi, ular
soni har bir turning barcha individlari uchun bir xil boʻlishi aniqlandi. G. tarixida amerikalik
genetik T. X. Morgan (1911) va uning xodimlari (K. Brijes, A. Stertevant va G. Meller)
tomonidan asoslab berilgan irsiyatning xromosoma nazariyasi alohida oʻrin tutadi. Bu
nazariyaning ochilishida Morgan va xodimlarining jins genetikasi va belgilarning jins bilan
bogʻliq holda hamda ularning birikkan holda irsiylanishini oʻrganish natijalari katta ahamiyat
kasb etdi. Mazkur nazariyaga binoan organizmlar belgi va xususiyatlarining irsiylanishi irsiyat
birligi — genlar orqali amalga oshadi; genlar xromosomalarda koʻp miqdorda hamda tegishli
tarkibda chiziq-chiziq boʻlib joylashadi. Bitta xromosomada joylashgan genlar birgalikda
irsiylanadi va ular birikkan genlar deb ataladi. Irsiylanishning bu xili birikkan holda irsiylanish
deyiladi. Birikkan genlarning irsiylanishi Mendelning uchinchi qonuniga mos kelmaydi. Bitta
xromosomada joylashgan genlarning birikkan holda irsiylanishi haqidagi Morgan kashf etgan
qonuniyat G.ning toʻrtinchi fundamental qonuni hisoblanadi. Biroq birikkan holda irsiylanish
mutlaq boʻlmasdan, bir qancha hollarda avlodda ota-ona belgilariga nisbatan ajralish roʻy beradi.
Bu hodisa gomologik xromosomalarning chalkashuvi (krossingover), yaʼni ikkita xromosoma
52
ayrim qismlarining oʻzaro oʻrin almashinishi natijasida sodir boʻladi. Bu sohadagi i. t.lar tufayli
xromosomalarda genlarning joylashish tartiblari aniqlandi, yaʼni xromosomalarning genetik
haritalari tuzildi. Morgan va xodimlarining tadqiqotlari G.ning bir tarmogʻi boʻlgan
sitogenetikaning paydo boʻlishiga asos soldi. Genlarning tuzilishi va faoliyatining molekulyar
asoslarini kimyoviy, fizik, kibernetik metodlar va matematik modellashtirish orqali tadqiq qilish
molekulyar G.ning rivojlanishiga olib keldi. Molekulyar G. sohasida erishilgan muvaffaqiyatlar
DNK kodining kashf etilishi (J. Uotson, F. Krik, 1953); oqsil molekulalari tarkibiga kiruvchi
aminokislotalarning biosintez jarayonida oqsil hosil boʻlishidagi ishtirokini taʼmin etuvchi irsiy
axborot (kod) birligi boʻlgan nukleotidlar tripletining aniqlanishi (M. Nirenberg , G. Mattey, S.
Ochoa va F. Krik, 1961—62); genning molekulyar-genetik taʼrifi izohlanishi (Bidl, Tatum); lab.
sharoitida DNK molekulasining sunʼiy sintez kilinishi (A. Kornberg , 1958); gen funksiyasi,
yaʼni oqsil sintez qilinishi regulyatsiyasi molekulyar mexanizmining ochib berilishi (F. Jakob, J.
Mono, 1961-62) bilan bogʻliq. Bu sohada nazariy tadqiqotlarning rivojlanishi natijasida G.ning
amaliy sohasi — gen injeneriyasi va biotexnologiya paydo boʻldi.
Irsiyatning mutatsiya nazariyasi kashf etilishi (de-Friz, 1903) G. tarixidagi muhim
voqealardan biri boʻldi. Bu nazariyaga binoan kuchli taʼsir etuvchi omillar (mutagenlar) taʼsirida
organizmlarning genlari tubdan oʻzgarib, yangi turgʻun xolatda nasldan-naslga beriladigan
oʻzgaruvchanlik paydo boʻladi. Bu jarayon mutagenez, irsiy oʻzgargan belgi esa mutatsiya;
mutatsiyaga ega boʻlgan organizm oʻz navbatida mutant deb ataladi. Ushbu nazariya dastlab rus
olimi S. I. Korjinskiy tomonidan yangi dalillar bilan tasdiklandi. Nemis olimi G. Meller 1927
y.da drozofila pashshasiga radiatsiya nurlarini taʼsir ettirib, sunʼiy sharoitda koʻplab mutatsiya
olish mumkin ekanligini isbotladi. U tajribada hosil boʻlayotgan mutatsiyalarni hisobga olish,
ularning tabiatini oʻrganish metodini ishlab chikdi. Rus olimlari G. A. Nadson va G. S. Filippov
(1925) rentgen nurlari taʼsir ettirib, madaniy oʻsimliklarning har xil mutatsiyalarini olishdi.
Ingliz olimi Sh. Auerbax, rus olimi I. A. Rapoport ayrim kuchli taʼsir etuvchi kimyoviy
moddalar taʼsirida mutatsiya olish metodini ishlab chikdi. Bu tadqiqotlar mutatsion G.
yoʻnalishining paydo bulishiga olib keldi. Evolyutsion G. organizmlardagi genetik
qonuniyatlarni populyatsiya darajasida tekshiradi. Bunday maʼlumotlar evolyutsion taʼlimotni
genetik asoslashga imkon berdi. Evolyutsion G. duragaylash, mutagenez, alohidalanish
(izolyatsiya), kuchish (migratsiya), tanlash, genlar dreyfi, populyatsiya toʻlqini kabi omillarning
evolyutsiyadagi ahamiyatini tushunib olishga imkon beradi. Turlar evolyutsiyasi, hayvonlar zoti
va oʻsimlik navlari yaratishning genetik asoslarini urganish imkonini beruvchi genetikmatematik
metodlar ishlab chikildi (ingliz olimlari R. Fisher, J. Xoldeyn, amerikalik olim S. Rayt, 1920—
30; rus olimlari S. S. Chetverikov, N. P. Dubinin va b.). N. I. Vavilovning irsiy
oʻzgaruvchanlikning gomologik qatorlar qonuni, madaniy oʻsimliklarning kelib chiqish
53
genotsentrlari haqidagi taʼlimoti hamda geografik jihatdan uzoq formalarni chatishtirish va
immunlik toʻgʻrisidagi nazariyalari oʻsimliklar seleksiyasi samaradorligini oshirishda katta
ahamiyatga ega boʻldi. Bu gʻoyalar mevali daraxtlarning bir qancha serhosil va sovuqqa
chidamli navlarini yetishtirish uchun asos boʻldi. Soʻnggi yillarda radiatsiya va kimyoviy
mutagenlar yordamida mutatsiya vujudga keltirish usuli tobora keng qoʻllanilmoqda. Bir qator
antibiotiklar, aminokislotalar va biologik faol moddalarning mutant shtammlari vujudga
keltirilgan.
Oʻzbekistonda madaniy oʻsimliklar genetikasi va seleksiyasi sohasidagi i. t. ishlari
boshlangʻich material hisoblangan oʻsimliklar genofondini yaratish bilan bogʻliq. Oʻsimliklar
genofondi oʻsimliklarning ikki kolleksiyasini oʻz ichiga oladi. Ulardan biri oʻsimliklarning
madaniy navlari, chala yovvoyi va yovvoyi ajdodlarining dunyo kolleksiyasidir .
Oʻzbekistonlik olimlar G. S. Zaysev, F. M. Mauyer, A. A. Abdullayev va b.ning saʼy
harakatlari tufayli mamlakatimizda madaniy oʻsimliklarning boy kolleksiyasi barpo etildi.
Soʻnggi yillarda gʻoʻzaning sof gomozigotali izogen, mutant, monosomik va trans-lokatsion
liniyalar genetik kolle.k-siyasini yaratish ustida tadqiqotlar olib borildi (J. A. Musayev). ToshDU
(hoz. OʻzMU)ning bir guruh olimlari tomonidan gʻoʻzaning muhim morfologik, biologik,
xoʻjalik ahamiyatiga ega belgilarning genetik asoslari oʻrganib chiqildi va genetik kolleksiyasi
yaratildi. Kolleksiyaning asosiy qismi izogen liniyalar majmuasidan iborat boʻlib, oʻzining sifati
va soni jihatidan mamlakatlar ichida yagona hisoblanadi. Bunday kolleksiyalar gʻoʻzaning
monosom va translokatsion liniyalari boʻyicha ham barpo etilgan. Keyingi yillarda G. sohasidagi
tadqiqotlar Genetika va oʻsimliklar eksperimental biologiyasi institutit ham olib borildi. Gʻoʻza
sitogenetikasi va seleksiyasi sohalaridagi tadqiqotlarning rivojlanishiga S. S. Kanash, L. G.
Arutyunova, F. M. Mauyer, A. A. Abdullayev, A. I. Avtonomov, L. V. Rumshevich, S. M.
Mirahmedov, S. S. Sodiqov, B. P. Straumal va b. katta hissa qoʻshdi. N. N. Nazirov, O. J. Jalilov
olib borgan tadqiqotlar asosida radiobiologiya, radiatsion seleksiyaning nazariy va amaliy
asoslari ishlab chiqildi. Gʻoʻza mutagenezi sohasida bir qancha muhim tadqiqotlar olib borildi
(Sh. I. Ibrohimov, A. E. Egamberdiyev va b.). G. sohasidagi tadqiqotlar bogʻdorchilik va
tokchilik, donchilik, sholichilik, sabzavotchilik, botanika intlarida hamda bir qancha oliy oʻquv
yurtlari kafedralarida olib boriladi.
Hayvonlar genetikasi va seleksiyasi sohasidagi tadqiqotlar chorvachilik, qorakoʻlchilik va
ipakchilik i. t. intlarida amalga oshiriladi. S. I. Shodmonov ishlab chiqqan immunogenetik metod
krramollar seleksiyasi samaradorligini oshirish imkonini berdi. S. A. Azimov olib borgan genetik
va seleksion tadqiqotlar natijasida sermahsul tovuq zotlari yetishtirildi. V. A. Strunnikov, U. N.
Nasrullayev va b. olib borgan izlanishlar tufayli ipak qurtining kelgusida erkak kapalaklar
rivojlanib chiqadigan tuxumlarini tuxumlik davridan ajratib olish imkoniyati tugʻildi. Odam
54
genetikasi va molekulyar biologiyaga oid i. t. ishlari tibbiyot va pediatriya oliy oʻquv yurtlari
kafedralarida hamda endokrinologiya, biokimyo, immunologiya, virusologiya, onkologiya va
radiologiya i. t. institutlarida amalga oshiriladi. Molekulyar G., biokimyo, gen injeneriyasi va
biotexnologiya sohasidagi ilmiy izlanishlar genetika va oʻsimliklar eksperimental biologiyasi,
bioorganik kimyo, mikrobiologiya kabi ilmiy tadqiqot intlari va OʻzMUda olib boriladi.
G.fanlari sistemasi. Tekshiradigan obʼyektiga binoan G. odam G.si, hayvonlar G.si, oʻsimliklar
G.si, mikroorganizmlar G.si, viruslar G.si kabi bir qancha fanlarga boʻlinadi. Bu fanlar ham oʻz
navbatida bir qancha xususiy fanlarga (mas: oʻsimliklar G.si, gʻoʻza G.si, bugʻdoy G.si, sholi
G.siga) ajratiladi. Qoʻllaniladigan ilmiy metodlariga binoan klassik G.ni (Mendel), sitogenetika,
biokimyo, molekulyar, fiziologik, ekologik G. kabi tarmoklarga boʻlish mumkin .
| 