Referati topshirdi: Otajonov. I qabul qildi: Nurmetova. M urganch-2023 Mavzu

Mavzu: Eukariot organizm, gen strukturasini bashorat qilish.


Har xil turlarga oid eukariotiklar hujayralarida bir hujayradagi DNK ning miqdori turlicha. Tirik organizm qancha murakkab bo‘lsa unda genetik informatsiya shuncha ko‘p bo‘ladi. YAgona inson o‘ujayrasidagi DNK ning tarkibi 5,5 x 109 qo‘sh asoslarga, binobarin 4 x 1012 molekulyar massaga to‘g‘ri keladi. Inson hujayralarida 46 xromosoma mavjud, ularning har birining uzunligi 4 sm ga teng. DNK da 1 million "harf" (nukleotidlar) 0,034 sm uzunlikda joylashadi va 10b nm3 hajmni ishg‘ol qiladi. Boshqacha aytganda odam organizmining diametri 20 nm ga teng tipik hujayrasida, bitta gaploid genomda informatsiyaning yarmini saqlaydigan urug‘ hujayrasidagi 3 x 109 nukleotidlarda joylashgan genetik informatsiya qirralari 1,5 x 10-sm (1,5 mkm) kubga sig‘adi. Solishtirish uchun aytish mumkinki bunday informatsiyani yozib ifodalansa kitobda 3 x 109 harf, 1 mln. bet egallar edi.Umuman bir xromosomada nechta gen joylashgan degan savol xam olimlarni qiziqtirib kelgan. Bu savolga javob berish uchun ham molekulyar biologayaning sevimli ob’ekti E. coliga murojat qilishga to‘g‘ri keldi. Tez orada turli yullar bilan bir xromosomada juda ko‘p genlar joylashganligi aniqlandi.
Ichak tayoqchasida ularning soni 3000 dan ortiq, balki 5000 atrofidadir. Turli genetik yondoshishlar orqali ko‘pgina genlarning xromosomada joylanish tartibi ham belgilangan. Bir
DNK molekulasida genlarning soni albatta, ularning o‘lchami haqidagi savolni xam tug‘dirdi. Genlar o‘lchamini nazariy hisob bilan xam belgilab bo‘ladi. Ma’lumki, ichak tayoqchasining ketma-ketliklar bo’yicha ma’lumotlar ba’zalari. yagona DNK si 4 x 10 qo‘sh nukleotidlardan iborat. Har bir aminokislotani birin-ketin keladigan uchta asos (triplet) kodirlaganidan va genetik kodda ularni ajratib turadigan vergullar bo‘lmaganidan, 350 aminokislota koldig‘idan tuzilgan o‘rtacha oqsilni kodirlash uchun 1050 qo‘sh nukleotidlar to‘g‘ri keladi. Bunday hisobda E. colida mavjud bulgan 4 million qo‘sh asoslar 3800 genlarni kodirlash uchun etarli bo‘ladi (4 x 10b: 1050 = 3800). Gen strukturasida regulyator qatorlar va genlar orasida kodirlamaydigan uchastoklar (speyserlar) borligini hisobga olinganda genlarni soni kamroq bo‘lishi kerak. Eukariotik DNK da genlarni tashkil etilishi struktura va funksiya jihatidan xam ancha murakkab. Sichqon va boshqa ko‘p organizmlarda o‘tkazilgan tajribalar ularning xromosomalarida juda ko‘p takrorlanadigan qatorlar mavjud ekanligini, prokariotlarda ularning yo‘qligini tasdiqladilar. Bu takrorlanishlarning kichik (10 asosdan kam) qatordan tashkil topganlari milliondan ortiq bo‘liipsh mumkin. Ular yuksak takrorlanishlaratalib, sichkon DNK sining 10% ini tashkil qiladi. 10000 marta dan kam bo‘lmagan o‘rtacha takrorlanishlar yana 20% egallaydi va qolgan 70 foizi DNK ning unikal (yagona) qismiga to‘g‘ri keladi. Turli eukariotlarda yuksak va o‘rtacha takrorlanadigan qatorlar soni turli turlarda farqlidir. Gaploid genomdagi DNK ning miqdori organizmlarning evolyusion zanjirdagi o‘rniga bog‘liq emas. Bir qator yaqin turadigan turlarda xam DNKning mikdori keskin farqlanishi mumkin. Ma’lumki, barcha DNK ning faqat ozgina qismigina haqikatdan oksillarni kodirlaydigan DNK dir. Xromosomadagi DNK ning ko‘p qismi oqsillarni kodirlamaydi. DNK ning qo‘sh zanjiri yuzasida juda ko‘p oqsillar sochilib yotadilar. Ular nukleotidlarning spetsifik qatorini taniydilar (regulyator oqsillar). Masalan, oqsil repressorDNK bilan bog‘lanib laktoza metabolizmiga javobgar bir butun genlar klasteri (oilasi) sintezini to‘la ingibirlaydi. Eukariot organizmlarning barcha hujayralaridagi genlarni ishini boshqarishda to‘qimalarning tipi, organizm rivojlanish bosqichiga, hujayra davri fazasiga bog‘liq tarzda muvofiqlashtiriladi. Ta’sirlilikni muvofiqlashtirishning murakkab vazifasi hujayra yadrosidagi genomni boshqarishning molekulyar mexanizmlari bilan bog‘liq. Eukariot genlarini ta’sirliligi ularning tashkil topishini va ishlashini turli bosqichlarida boshqarilishi mumkin. Boshqarish xromatinni nukleosomli o‘ramining xususiyatlari, DNKni metillanishi, splaysingni shiddat bilan poliadenillanishi, sitoplazmadagi mRNKning barqarorligi, posttranslyasion modifikatsiyalar, hujayraichi transport bilan va oqsilning degradatsiyasi tezligi bilan bog‘liq. Genlarni ta’sirliligini boshqarishda transkripsiya muhim rol o‘ynaydi, u molekulyar jarayonlarni zanjirini ishga tushiradi. Tashabbuskor kompleksning tarkibiga polimeraza rRNKsi va 40 dan ortiq oqsillarning transkripsiyaning initsiatsiyasini umumiy omillari kiradi. Boshqaruvchi maydonlar o‘z tarkibida ma’lum transkripsion omillarning bog‘lanish saytlarini tutadi. Ularni genlarning 5'−boshqarib turadigan maydonlarida uchrashi va joylashishi ularning ekspressiyalarini boshqarishni o‘ziga hos xususiyatlarini aks etadi. Eukariot genlarini 5'−boshqaruvchi maydonlarni xususiyati katta uzunlikka egaligi, bu esa prokariot boshqaruvchimaydonlarning yuqori o‘lchamidan ancha katta. Boshqaruvchi maydonlarning boshqa o‘ziga xos xususiyati shundaki, ular shajaraviy tashkil topgan. Ikkita qo‘shni TOBS kompozitsion elementni tashkil etishi mumkin. Bunda ularning birgalikdagi harakati kelishilgan, ya’ni uning ta’siri har bir TOBSning alohida xarakatidan farq qiladi. 5'−boshqaruvchi maydonlarini tashkil topishini blokligi ko‘pgina genlar uchun alternativ promotorlarni borligi bilan belgilanadi, ular ko‘pincha bir-biridan ma’lum masofada joylashgan. Hujayraning vazifaviy xolatiga qarab genli lokusning transkripsiyasi turli promotorlardan amalga oshirilshi mumkin. Bitta gendan RNKning turli variantlarini o‘qish alternativ transkripsiya deyiladi. 5'-boshqaruvchi maydonlarini bu
xususiyati bitta genli lokusning turli xildagi birlamchi transkriptlarni shakllanishi mexanizmining asosida yotadi. Hozirgi kunda birlamchi transkriptlarning bir qancha namunalari ma’lum bo‘lib, ularda splaysing o‘nlab bir-biriga zid yo‘llar orqali o‘tishi mumkin. Insonlarda 42% dan ortiq genlar pre-m RNK bir-biriga zid bo‘lgan splaysingga ega. Ularning ko‘pchilik qismi molekulalarning ma’lum tiplarini, organizmda sistemali funksiyalarni bajaradigan oqsillarni kodlaydi (hujayra retseptorlarini). Genning transkripsion faolligi hujayrali davrining bosqichiga, hujayraning, to‘qimaning, a’zoning vazifaviy holatiga, individual rivojlanishiga, tashqi o‘zgaruvchan tok hosil qiladigan manbani xarakatiga bog‘liq bo‘ladi. hujayra yadrosida transkripsion omillarini to‘plami mavjud, ular ma’lum genning boshqaruvchi elementlari bilan ta’sir qiladi. Natijada ajoyib transkripsion birlik shakllanadi, u aniq hujayrali vaziyatida genning transkripsiyasini kerakli darajasini ta’minlaydi. Eukariot genlarini boshqaruvchi maydonlarini