Tibbiy biologiya fanidan
Mustaqil ishi
Mavzu: Tiriklikning molekulyar asoslari. Nuklein kislotalar.
Nuklein kislotalar va ularning irsiy belgilarni nasldan – naslga
o’tkazishdagi roli. DNK ning oqsil biosintezidagi roli.
Genetik injeneriya. O‘zgaruvchanlik va uning shakllari.
Qabul qiluvchi: Shodmanov Baxtiyor
Raxmatullayeva Madina Dilshodovna
Nuklein kislotalar barcha tirik organizmlarda, hatto
viruslarda keng tarqalgan yuqori molekulali polimer
moddalardir. Ularning asosiy vazifasi irsiy belgilarni
saqlash va nasldan – naslga berish hisoblanadi, bu esa
hayotning uzluksizligini ta’minlaydi. Hozircha yer yuzida
nuklein kislotalarning ishtirokisiz bu funksiyani amalga
oshiradigan birorta ham jonli mavjudot aniqlangan
emas, faqat nuklein kislotalar aynan o‘ziga o‘xshash
nusxa sintezini ta’minlaydi. Shuningdek, ular
organizmda boradigan juda ko‘p muhim metobolik
jarayonlarda ishtirok etadi va me’yorida kechishini
boshqaradi. Lekin ularning hayotiy jarayonlaridagi
ishtirokiga baho berganda juda ehtiyot bo‘lish kerak,
chunki nuklein kislotalarning bironta funksiyasi oqsil
hamkorligisiz amalga oshmaydi. Shuning uchun ham
hayotning dastlabki kurtaklari vujudga kelishida
ularning qaysi biri hal qiluvchi rol o‘ynaganligini
aniqlash shu kungacha munozarali bo‘lib kelmoqda.
Nuklein kislotalarning molekular massasi juda
yuqori. Ayrimlariniki bir necha milliardni tashkil
etadi. Shunga muvofiq, ularning fizik – kimyoviy
xossalari, ayniqsa, tuzilishi juda murakkab. Lekin
nuklein kislotalarning elementar tarkibi ancha
sodda. Ular asosan, uglerod, vodorod, kislorod,
azot va fosfordan tashkil topgan. Biroq keyingi
yillardagi tekshirishlar nuklein kislotalar tarkibida
kremniy, oltingugurt ham bo‘lishini
ko‘rsatmoqda. Ular hujayraning asosiy
birikmalarida (yadro, ribosoma, mitoxondriya va
boshqalarda) nukleoproteinlar holida, ya’ni
oqsillar bilan turli xil majmualar hosil qilib
uchraydi. Nuklein kislotalar kimyoviy tarkibi va
funksiyasiga qarab ikkiga: dezoksiribonuklein
kislota (DNK) va ribonuklein kislota (RNK) ga
bo‘linadi.
DNK ning hujayralardagi umumiy miqdori organizmning
evolutsion pog‘onada rivojlanganlik darajasiga bog‘liq, ya’ni
organizm qancha sodda tuzilgan bo‘lsa, ularda DNK miqdori
oz, qancha murakkab tuzilgan bo‘lsa, aksincha, ko‘p bo‘ladi.
Lekin shuni eslatib o‘tish kerakki, ayrim sodda tuzilgan qadimgi
organizmlarda (masalan, ikki yoqlama nafas oluvchi baliqlarda,
amfibiyalarda) DNK miqdori sutemizuvchilardagiga nisbatan bir
necha marta ko‘p bo‘lishi aniqlangan. DNK ning o‘rtacha
miqdori ayni organizmning turli to‘qimalari hujayrasida deyarli
bir xil. Faqat jinsiy hujayralarda somotik hujayrlaridagiga
nisbatan ikki marta kam bo‘ladi. Masalan, tovuq hujayrasidagi
DNK 2,6 ∙ 1012 g, uning spermasida 1,3 ∙ 1012g. Uning
hujayralardagi miqdori tashqi sharoitga, organizmning
oziqlanish darajasiga bog‘liq. DNK ning molecular massasi juda
yuqori. Ularning ultrasentrafuga va elektronmikroskopiya usullari
yordamida aniqlash mumkin.
Oqsillar hujayraning hayot faoliyatini belgilab beradi. Shu sababdan hujayra faqatgina oqsil
sintezini emas, balki oqsil turini ham boshqarishi kerak.
Doimiy sintez qilinadigan oqsillar konstitutiv, sharoitga qarab sintezlanish tezligi keskin
ozgaradigan oqsillar adaptiv oqsillar deyiladi. Hujayradagi konstitutiv oqsillar ehtiyoj bolishidan
qat’i nazar doimiy miqdorda boladi.
Oqsil miqdorining oshishi bilan boradigan oqsil biosintezining stimulyatsiyasiga – induktsiya, oqsil
sintezining pasayishiga repressiya deb aytiladi. Hujayralarda hujayraning ichida yoki
organizmada metabolizmning holati togrisida signal beruvchi moddalar boladi. Bu moddalar
oqsil sintezini boshlashi yoki toxtatishi mumkin. Pprokariotlarda bunday moddalar hujayraga
kiradigan oziq moddalar, metabolitlar va ayrim hujayra ichki boshqaruvchilari (siklik nukleotidlar)
bolishi mumkin. Ko`p hujayralilarda, asosan murakkab tuzilganlarida oqsil sintezining avtonom
hujayra ichki regulyatorlaridan tashqari hujayraning tashqi regulyatorlari ham bor.
Prokariotlarda oqsillar biosintezining
boshqarilishi. Birinchi marta mikroorganizmlarda
oqsil biosintezining boshqarilish sxemasi 1961
yilda Jakob va Mono tomonidan kashf etilgan.
U ichak tayoqchasining laktozali operoni ishi
misolida korib chiqilgan edi. Oqsil biosintezini
bakteriyalardagi turli xil transkripton
(operon)larning faolligini nazorat qilib
boshqarish mumkin. Bunday boshqarilishning
mexanizmi quyidagicha boradi. Bakteriyalarda
repressorlar deb ataladigan oqsillar turi mavjud
bolib, ular turli operonlar – transkriptsiyasini
nazorat qiladilar. Repressor strukturasini belgilab
beruvchi DNK ning ma’lum bir qismi gen-
regulyator yoki sistron-regulyator deb ataladi. U
promotor bilan yonma-yon joylashmasdan
bakteriya xromatini DNK sining boshqa qismida
joylashgan bolishi mumkin.
Hamma repressorlar operonning operator qismi
bilan boglanadi va ma’lum mRNK ning
transkriptsiyasini, ular bilan esa shu oqsilning
sintezini ham blokirlashi mumkin. Operator bilan
boglanish qobiliyati faol yoki faol bolmagan
repressorning konformatsiyasiga bogliq.
Repressor faqat faol shaklda operator bilan
kuchsiz bog hosil qilishi va mRNK hamda oqsil
sintezini blokitlashi mumkin; faol bolmagan
shaklda u operator bilan boglana olmaydi.
Repressorning faolligini yoqotadigan moddalar
induktorlar, ularni faol bolmagan holatdan faol
holatga otkazuvchi moddalar esa –
korepressorlar deb ataladi. Demak, repressor
korepressor va induktor bilan boglanuvchi
qismlarga ega. Oziq moddalar, moddalar
almashinuvining oxirgi mahsulotlari kabi
hujayrada oqsil biosintezinio oshirish yoki
pasaytirish togrisidagi repressor orqali xabar
beruvchi moddalar korepressorlar va induktorlar
bolib hisoblanadi2.
Induktsiya mexanizmini laktozani ozgarishida ishtirok etuvchi 3 ta
ferment (b-galaktozidaza, b-galaktozidpermeaza va b-
galaktozidatsetilaza) strukturasi togrisida axborot tashuvchi laktoza
operonining transkriptsiyasini boshqarilishi misolida korib chiqamiz.
Hujayraga kiradigan laktoza induktor bolib hisoblanadi. U laktoza
operonining repressori bilan boglanadi va uni operator bilan boglana
olmaydigan – faol bolmagan shaklga otkazadi. Buning hisobiga
operator bilan boglanishi natijasida promotorning tutashtiruvchi qismini
qisman yopgan repressor RNK-polimerazaning promotorga birikishiga
va oz navbatida transkriptsiyaga ham xalal bermaydi.
Repressorlar transkriptsiya va oqsilning salbiy
boshqaruvchilariga misol boladi. Ammo repressor mavjud
bolmaganda ijobiy boshqaruvchilar kerak, ular RNK-
polimerazaning promotor bilan boglanishiga va transkriptsiya
boshlanishiga yordam beradi. Laktoza operoni va glyukoza
katabolizmini boshqaruvchi boshqa operonlar uchun ijobiy
boshqaruvchi vazifasini sAMF bajaradi. sAMF katabolik
faollovchi oqsil – KFO (BAK) deb nomlangan maxsus oqsil bilan
boglanadi. sAMF KFO kompleksi promotorga RNK-polimeraza
boglanadigan joyga yaqin qismiga birikadi va u struktura
genlarining transkriptsiyasini boshlanishini yengillashtiradi.
Ribosomalar osha zahotiyoq mRNK bilan boglanadilar va
laktoza katabolizmi uchun zarur bo`lgan uchta fermentni sintez
qiladilar.
Genetik injeneriya - molekulyar genetika sohasi;
genlarning tabiatda uchramaydigan yangi
birikmalarini genetik va biokimyoviy usullar
yordamida maqsadga muvofiq holda vujudga
keltirish bilan shugʻullanadi. Muayyan organizm
hujayrasidan ajratib olingan gen yoki genlar
guruhini nuklein kislotaning maʼlum molekulalari
bilan biriktirib, hosil boʻlgan duragayni boshqa
organizm hujayrasiga kiritishga asoslangan.
Viruslar va b. har qanday tirik mavjudot
hujayralarining irsiy programmasini maqsadga
muvofiq modellashtirish, yangi shtamm virus va
mikroorganizmlar, oʻsimlik, hayvon
hujayralarining yangi xillarini, oʻsimlik navlari va
hayvon zotlarining qishloq xoʻjaligi uchun zarur
shakllarini yaratish va b. G. i. vazifasidir.
AQSH olimi P. Berg xodimlari bilan birga virus va
mikroorganizmlar irsiy molekulasi qismlarini
probirkada ulab, rekombinant DNK olishi G. i.
ning vujudga kelishiga asos soldi (1972). G. i.
umumiy genetika, molekulyar genetika,
molekulyar biologiya, bioorganik kimyo,
mikrobiologiya, oʻsimlikshunoslik kabi biologik
fanlar nazariyalari hamda tadqiq etish
usullarining bir-birini toʻldirishi tufayli shakllandi.
G. i.ning rivojlanishida genetik enzimologiya va
nuklein kislotalar kimyosi yutuklari katta
ahamiyatga ega. Molekulyar darajada olib
boriladigan ishlar natijasi ikki xil ferment —
restriksiyey endonukleaza va ligazaga bogʻliq.
Restriktazalardan (300 dan ortiq xili bor) DNK
molekulasini har xil qismlarga ajratishda,
ligazadan esa ularni yana qayta birlashtirishda
foydalaniladi. G. i.da eng koʻp ishlatiladigan
restriktaza (Yeso Rb) 1971 yilda olingan.
G. i.ning rivojlanish tarixi in vitro sharoitida
(organizmdan tashqarida) rekombinant DNK
molekulalarini, yaʼni har xil plazmidalar
(xromosomalarsiz, mustaqil yashash xususiyatiga
ega DNK halqa molekulalari), hattoki plazmida
bilan faglar orasida duragaylar yoki vektor
molekul alar (xoʻjayin hujayrada mustaqil qayta
tiklana olish xususiyatiga ega DNK molekulasi)
olish mumkinligini prinsipial isbotlashdan
boshlangan. Keyinchalik prokariotlar
(shakllangan yadrosi yoʻq organizmlar)ga
taalluqli xromosoma genlari bilan har xil
plazmidalar orasida rekombinant molekulalar
olindi. Vektor molekulalarga eukariot
(shakllangan yadroga ega) organizm (asosan,
hayvon va oʻsimlik) genlari DNKsini kiritish G.
i.ning katta yutugʻidir.
Natijada hayvon genlarini bakteriya hujayralarida koʻpaytirish va ekspressiya
qilish (genlarni klonlash) imkoniyati vujudga keddi. Nihoyat, G. i. bilan hujayra
injeneriyasi yutuqlarining sintezi tufayli biotexnologiya fani shakllandi.gen
injeniriyasi - asosan o'zida yashirin genlarni saqlaydi va ularning chatishish
natijasida yangi gen hosil qiladi. G.i birinchilardan bo'lib Ch.Darvin ham o'z
ma'lumotlarini berib o'tgan.G.i da birinchi bo'lib 1865 yilda G.Mendel o'zining
birinchi tajribasini o'tkazadi.U o'zining bu tajribasini sariq va yashil no'xotlar ustida
olib boradi. Va u o'zining bu tajribasi bilan g.i ni yanada ochiqroq tarza o'rgatadi.
E’TIBORING
IZ UCHUN
RAXMAT
| 