Hujayraning genetik elementlari

Mavzular

Xromosomalar

Xromosomalar. Hayot shakllarining barchasi o‘z tuzilishi va faoliyatini belgilovchi irsiy elementlarga ega. Viruslarning irsiy elementlari DNK yoki RNK molekulasida ifodalangan bo‘ladi. Prokariotning asosiy nasl apparati halqasimon DNKdan iborat bo‘lib, nukleoid deyiladi va sitoplazmada joylashadi. Bakteriya DNKsi gistonli oqsillar bilan kompleks hosil qilmaydi, natijada xromosoma tarkibiga kiruvchi barcha genlar «ishlab turadi».

Eukariotlarning irsiy axboroti xromosomalarda mujassam bo‘lgan, xromosomalar DNK va gistonli oqsillardan iborat bo‘ladi. Eukariotlarning bir-biridan farqlanishi ulardagi irsiy axborotning turlicha bo‘lishiga bog‘liq. Ular xromosomalar soni va ulardagi genlar miqdori va sifati bilan farq qiladi.

Plazmidlar va transmissibl plazmid

Plazmidlar. Plazmidlar hujayraning asosiy xromosomasidan bir necha yuz barobar kichik DNK qo‘sh zanjirli halqasidan iborat. Plazmidlar o‘rtacha 3–10 dona genlardan tuzilgan va ikki toifaga bo‘linadi. Bularning birinchisi transmissibl plazmid bo‘lib, u transpozon yoki bakteriofag irsiy molekulasi kabi hujayra asosiy xromosomasining maxsus DNK izchilligini kesib, rekombinatsiya bo‘la oladi. Transmissibl plazmid asosiy xromosomaga birikkandan keyin o‘z mustaqilligini yo‘qotadi. Asosiy xromosomadan mustaqil ravishda o‘z-o‘zini replikatsiya qila olmaydi. Ayni paytda bunday plazmidlarda joylashgan genlar asosiy xromosomada o‘z faoliyatini bajaradi.

Hujayra bo‘linganda rekombinatsiyalanuvchi plazmidning genlari asosiy xromosoma genlari bilan birikkan holda nasldan naslga beriladi.

Avtonom plazmidlar

Ikkinchi toifa plazmidlar avtonom holda replikatsiyalanuvchi plazmidlar deb ataladi. Bunday plazmidlar asosiy xromosomaga birika olmaydi, asosiy xromosomalardan mustaqil ravishda o‘z-o‘zini replikatsiya yo‘li bilan o‘nlab va hatto yuzlab marta ko‘paytira oladi. Avtonom plazmidlar bakteriya yoki zamburug‘ bo‘linganda qiz hujayralar orasida tasodifiy ravishda taqsimlanadi. Shu bilan birga avtonom plazmid bir hujayradan ikkinchisiga hujayra qobig‘i va membranasining teshiklaridan o‘ta oladi.

Plazmidlar tarkibi, asosan, antibiotik yoki zaharli toksin parchalovchi ferment sintez qiladigan genlardan iborat. Shu tufayli plazmidlar bakteriya, achitqi va zamburug‘larning antibiotik va zaharli toksinlarga chidamliligini ta’minlaydi. Plazmidning antibiotik parchalovchi genlari bir plazmiddan ikkinchisiga transpozonlar bilan birikkan holatda ham ko‘chib o‘ta oladi. Bu molekular jarayon kasal chaqiruvchi mikroblarning antibiotiklarga chidamliligini nihoyatda oshiradi. Plazmidlarning bu xususiyatidan genetik injeneriyada vektor sifatida foydalansa bo‘ladi.

Transpozonlar

Transpozonlar. Ko‘chib yuruvchi elementlar organizmlar evolutsiyasida muhim o‘rin tutadigan genetik birliklar bo‘lib, ular xromosomalarning bir joydan ikkinchi joyga ko‘chib yuruvchi fragmentlaridir. Bunday elementlar o‘tgan asrning 40-yillarida AQSH olimasi B. Mak Klintok tomonidan kashf qilingan va bu ishi uchun olima 1984-yil Xalqaro Nobel mukofoti bilan taqdirlangan. Ko‘chib yuruvchi elementlarning uch xil tipi mavjud va ular bir-biridan tuzilishi, ko‘chib yurish tipi va viruslarga o‘xshash yoki o‘xshashmasligi bilan farqlanadi.

Shulardan birinchisi transpozonlar bo‘lib, ular DNKning bir joydan ajralib chiqib, ikkinchi joyiga borib o‘rnashadi. Bunda DNK miqdor jihatdan o‘zgarmaydi. Transpozonlar xilma-xil bo‘lishiga qaramay barcha transpozon molekulalarining ikki chetida maxsus nukleotidlar izchilligi, markaziy qismida esa DNK molekulasini belgilangan joyda «yopishqoq» uchlar hosil qilib kesuvchi transpozaza fermentini sintez qiluvchi gen mavjud. Transpozonlar xromosomada o‘z o‘rnini o‘zgartirganda irsiyat ham o‘zgaradi.

Retrotranspozon va retropozon

Retrotranspozonlar – DNKning bir bo‘lagi bo‘lib, ular tuzilishi jihatidan RNK-tutuvchi viruslarni eslatadi. Bunday elementlar o‘zlaridan teskari transkriptaza yordamida o‘z nusxasini sintezlab, bu nusxani DNKning boshqa joyiga ko‘chib o‘tishi (insersiyalanishi)ni ta’minlaydi. Ko‘chish davomida retrotranspozonlarning eski nusxasi o‘z joyida qoladi va faqat ularning nusxasigina ko‘chiriladi. Natijada DNK miqdor jihatdan ko‘payadi.

Uchinchi turdagi ko‘chib yuruvchi elementlar – retropozonlar deb ataladi. Retropozonlar ko‘chish mexanizmi bo‘yicha retrotranspozonlarga o‘xshaydi, ya’ni ularning nusxalari sintezlanib, boshqa joyga ko‘chadi. Biroq asosiy farq ular tuzilishi jihatidan viruslarga mutlaqo o‘xshamaydi va nusxa ko‘chirish uchun o‘zlarida teskari transkriptaza fermentiga ega emas.

Ko‘chib yuruvchi elementlar ahamiyati

Bu uch turdagi ko‘chib yuruvchi elementlar organizmlar genomining ko‘p miqdorini tashkil qiladi. O‘simliklar genomining qariyb 50 foizi transpozon, retrotranspozon va retropozonlardan tashkil topgan. Masalan, makkajo‘xori donlarida antotsian (qizil) pigmentning paydo bo‘lib yo‘qolishi antotsian rangni beruvchi gen ichidagi transpozonning ko‘chishi bilan izohlanadi.

Aniqlanishicha, transpozonlar va retrotranspozonlar bu elementlarning ko‘chib yurishini belgilovchi transpozaza fermenti yoki nusxa ko‘chiruvchi teskari transkriptaza fermenti genlarini o‘zida tutadi va ko‘chib o‘tish uchun qulay bo‘lgan yopishqoq uchlarga ega. Biroq bunday birliklarning fenotipik namoyon bo‘lishi, ular biror funksional genga birikkanda yaqqol ko‘rinadi.

Odatda yashash muhiti keskin o‘zgarganda transpozonlarning ko‘chib yurishi ortadi. Shu sababdan ko‘chib yuruvchi genetik elementlar ishtirokida gen muhandisligiga asoslangan ko‘pgina biotexnologik jarayonlar yaratilgan.

Bilimingizni sinang