1. Mutagenlar xaqida umumiy ma’lumot Organizmning mutagen ta’sirga chidamliligi Morganning xromosoma narayasi

REJA

1.Mutagenlar xaqida umumiy ma’lumot

2.Organizmning mutagen ta’sirga chidamliligi

3.Morganning xromosoma narayasi

mutagenlar (mutatsiya va ... genez) — fizik va kimyoviy omillarning tirik organizmlarga taʼsir etib, ularda mutatsiyalar paydo qiladigan omillar. Fizik M. ichida ionlovchi nurlar muhim oʻrin tutadi. Ular, oʻz navbatida, elektromagnitli (toʻlqinli) va korpuskulyar omillarga boʻlinadi. Birinchi guruhga rentgen, gamma va kosmik nurlar kiradi. Ikkinchi guruhga beta zarrachalar (elektron va pozitronlar), protonlar, neytronlar, alfa zarrachalar, yuqori va past harorat kiradi. Ionlovchi nurlarning barchaturlari mutagenlik xossalariga ega, ammo sunʼiy mutatsiyalarni olishda, asosan, rentgen va gamma nurlari qoʻllanadi. Kimyoviy mutagenlarga koʻpchilik alkillovchi birikmalar (di-metilsulfat, dietilsulfat, etilenimin, N nitrozoalkilmochevina, nitrozometilmochevina, nitrozoetilmochevina, etilmetan sulfonat, di-etilnitrozomochevina va boshqalar), nuklein kislotalar azotli asoslarining analoglari, alkaloidlar va boshqa kiradi. M. orasida kanserogen va teratogen xossalarga ega boʻlganlari ham uchraydi. Shu sababli koʻpchilik mamlakatlarda barcha yangi kimyoviy birikmalarning mutagenlik xususiyatini tekshirish uchun maxsus institut va lab. tashkil etilganMutagenlar deb ham ataladigan, ular DNK zanjirining bir qismi bo'lgan asoslarda o'zgarishlarni keltirib chiqaradigan boshqa tabiatdagi molekulalardir. Shu tarzda, ushbu vositalarning mavjudligi genetik materialdagi mutatsiya tezligini kuchaytiradi. Ular fizik, kimyoviy va biologik mutagenlarga bo'linadi.

Mutagenez biologik mavjudotlarda hamma joyda uchraydigan hodisa bo'lib, salbiy o'zgarishlarga aylanib ketishi shart emas. Darhaqiqat, bu evolyutsion o'zgarishni ta'minlaydigan o'zgarish manbai.

Mutagenlar mavzusiga o'tishdan oldin mutatsiya nima ekanligini tushuntirish kerak. Genetika bo'yicha mutatsiya genetik material: DNK molekulasidagi nukleotidlar ketma-ketligining doimiy va irsiy o'zgarishi.Organizmni rivojlantirish va boshqarish uchun zarur bo'lgan barcha ma'lumotlar uning xromosomalarida jismonan joylashgan genlarida mavjud. Xromosomalar bitta uzun DNK molekulasidan iborat.Mutatsiyalar odatda gen funktsiyasiga ta'sir qiladi va u o'z funktsiyasini yo'qotishi yoki o'zgartirishi mumkin.DNK ketma-ketligining o'zgarishi oqsillarning barcha nusxalariga ta'sir qilganligi sababli, ba'zi mutatsiyalar hujayra yoki umuman organizm uchun o'ta zaharli bo'lishi mumkin.Mutatsiyalar organizmlarda har xil miqyosda sodir bo'lishi mumkin. Nuqta mutatsiyalari DNKdagi bitta asosga ta'sir qiladi, kattaroq miqyosli mutatsiyalar esa xromosomaning butun mintaqalariga ta'sir qilishi mumkin.Mutatsiya har doim uni olib boruvchi organizm uchun kasalliklarning yoki patologik sharoitlarning paydo bo'lishiga olib keladi deb o'ylash noto'g'ri. Aslida oqsillar ketma-ketligini o'zgartirmaydigan mutatsiyalar mavjud. Agar o'quvchi ushbu faktning sababini yaxshiroq tushunishni istasa, u genetik kodning degeneratsiyasi haqida o'qishi mumkin.Aslida, biologik evolyutsiya nuqtai nazaridan, holat sine qua non chunki populyatsiyalar o'zgarishi - bu variatsiyaning mavjudligi. Ushbu o'zgarish ikkita asosiy mexanizm bilan yuzaga keladi: mutatsiya va rekombinatsiya.Shunday qilib, Darvin evolyutsiyasi sharoitida populyatsiyada variantlar bo'lishi kerak va bu variantlar ko'proq biologik fitnes bilan bog'liq bo'lishi kerak.

Mutatsiyalar o'z-o'zidan paydo bo'lishi yoki qo'zg'atilishi mumkin. Azotli asoslarning ichki kimyoviy beqarorligi mutatsiyalarga olib kelishi mumkin, ammo juda past chastotada.O'z-o'zidan paydo bo'lgan mutatsion mutatsiyalarning umumiy sababi sitosinning uranga DNK qo'sh spiralidagi deaminatsiyasidir. Ushbu ipning replikatsiya jarayoni mutant qizga olib keladi, bu erda asl GC juftligi AT juftligi bilan almashtirilgan.DNKning replikatsiyasi ajablanarli darajada aniqlik bilan sodir bo'lgan hodisa bo'lsa-da, bu to'liq mukammal emas. DNK replikatsiyasidagi xatolar ham o'z-o'zidan paydo bo'ladigan mutatsiyalarga olib keladi.Bundan tashqari, organizmning ma'lum atrof-muhit omillariga tabiiy ta'sir qilishi mutatsiyalar paydo bo'lishiga olib keladi. Ushbu omillar orasida bizda ultrabinafsha nurlanish, ionlashtiruvchi nurlanish, turli xil kimyoviy moddalar va boshqalar mavjud.

Kimyoda izomer atamasi bir xil molekulyar formulaga ega bo'lgan molekulalarning turli xil kimyoviy tuzilishlarga ega bo'lish xususiyatlarini tavsiflash uchun ishlatiladi. Tautomerlar bu izomerlar bo'lib, ular faqat o'z tengdoshlaridan funktsional guruh holati bilan ajralib turadi va ikkala shakl o'rtasida kimyoviy muvozanat mavjud.Totomerizmning bir turi keto-enol bo'lib, u erda vodorodning migratsiyasi sodir bo'ladi va har ikkala shaklda o'zgarib turadi. Imino o'rtasida amino shaklga o'tishda ham o'zgarishlar mavjud. Kimyoviy tarkibi tufayli DNK asoslari ushbu hodisani boshdan kechirmoqda.Masalan, adenin odatda aminokislotalar va juftlar - odatda timin bilan topiladi. Ammo u imino izomerida bo'lganida (juda kam) u noto'g'ri asos bilan juftlashadi: sitozin.Bazalarga o'xshash molekulalarni birlashtirish, taglik juftligini buzishi mumkin. Masalan, 5-bromuratsilni qo'shilishi (timin o'rniga) sitozin kabi harakat qiladi va AT juftligini CG juftligi bilan almashtirishga olib keladi.Ba'zi mutagenlarning to'g'ridan-to'g'ri ta'siri DNK asoslariga bevosita ta'sir qilishi mumkin. Masalan, azot kislotasi adeninni oksidlovchi deaminatsiya reaktsiyasi orqali shu kabi molekulaga, ya'ni gipoksantinga aylantiradi. Ushbu yangi molekula sitozin bilan juftlashadi (va adenin odatdagidek timin bilan emas).O'zgarish sitozinda ham bo'lishi mumkin va uratsil deaminatsiya mahsuloti sifatida olinadi. DNKdagi yagona asos o'rnini bosishi peptidlar ketma-ketligining transkripsiyasi va tarjima jarayonlariga bevosita ta'sir qiladi.Stop-kodon erta paydo bo'lishi mumkin va tarjima bevaqt to'xtab, oqsilga ta'sir qiladi.Interkalator moddalar (akridin va boshqalar) va ultrabinafsha nurlanish kabi ba'zi mutagenlar nukleotid zanjirini o'zgartirish qobiliyatiga ega.Yuqorida aytib o'tganimizdek, isituvchi moddalar tekis molekulalar bo'lib, ular qobiliyatiga ega aralashgan (shuning uchun uning nomi) ipning tagliklari orasida, uni buzib ko'rsatmoqda.Replikatsiya paytida molekuladagi bu deformatsiya asoslarning yo'q qilinishiga (ya'ni yo'qolishiga)yoki kiritilishiga olib keladi. DNK asoslarini yo'qotganda yoki yangilari qo'shilsa, ochiq o'qish doirasiga ta'sir qiladi.Esingizda bo'lsin, genetik kod aminokislota uchun kod beradigan uchta nukleotidni o'qishni o'z ichiga oladi. Agar biz nukleotidlarni qo'shsak yoki olib tashlasak (3 ga teng bo'lmagan sonda) DNKning barcha ko'rsatkichlariga ta'sir qiladi va oqsil butunlay boshqacha bo'ladi.Ushbu turdagi mutatsiyalar deyiladi ramka siljishi yoki uch egizaklar tarkibidagi o'zgarishlar.Ultraviyole nurlanish mutagen moddadir va u oddiy quyosh nurlarining normal ionlashtirmaydigan qismidir. Ammo mutagen darajasi eng yuqori bo'lgan komponentni Yer atmosferasining ozon qatlami ushlaydi.DNK molekulasi nurlanishni yutadi va pirimidin dimerlarining hosil bo'lishi sodir bo'ladi. Ya'ni pirimidin asoslari kovalent bog'lanishlar orqali bog'langan.DNK zanjiridagi qo'shni timinlar birlashib, timin dimerlarini hosil qilishi mumkin. Ushbu tuzilmalar replikatsiya jarayoniga ham ta'sir qiladi.Ba'zi organizmlarda, masalan, bakteriyalarda, bu dimerlarni fotolyaz deb nomlangan tuzatuvchi ferment borligi tufayli tiklash mumkin. Ushbu ferment dimerlarni ikkita alohida asosga aylantirish uchun ko'rinadigan yorug'likdan foydalanadi.Shu bilan birga, nukleotidlarni eksizyonni tiklash yorug'lik tufayli yuzaga keladigan xatolar bilan chegaralanmaydi. Ta'mirlash mexanizmi keng qamrovli bo'lib, turli xil omillar ta'sirida zararni qoplashi mumkin.Odamlar bizni quyoshga haddan tashqari ta'sir qilganda, hujayralarimiz haddan tashqari ultrabinafsha nurlanishini oladi. Natijada timin dimerlarining paydo bo'lishi va ular teri saratoniga sabab bo'lishi mumkin.

Bu Tomas Morgan genetik axborot uzatish masala manfaatdor bo'lib birinchi, deb aytish noto'g'ri bo'lardi. meros xromosomalar rolini tushunishga harakat birinchi tadqiqotchilar XIX asrning 70-80-yillarida bir ish German Chistyakov, Beneden, Rabbimiz bilan ittifoq bo'lib hisoblanadi mumkin.xromosoma tuzilishi ko'rish imkoniyatiga ega bo'lish uchun hech qanday mikroskoplar qadar kuchli edi. Va muddatli "xromosoma" Keyin, ham, emas edi. Bu 1888 yilda nemis olimi Genrix Valdeyr tomonidan joriy etildi.Uning bir qator tajribalari natijasida nemis biologi Teodor Boveri u tana ning normal xromosomalarning uning turlari sonining uchun normal rivojlanishi uchun zarur bo'lgan va ularning ortiqcha yoki etishmasligi jiddiy nuqsonlarni olib keladi isbotladi. Vaqt, uning nazariyasi qoyilmaqom tasdiqlandi. Biz xromosoma nazariyasi T. Morgan Boveri tadqiq qilish, uning boshlanish nuqtasi shukr bor, deb aytish mumkin.to'ldirish va ularni Tomas Morgan muvaffaq rivojlantirish, irsiyat nazariyasi bo'yicha bilim mavjud sintez. Uning tajribalar ob'ekti sifatida u meva pashshani tanlab oldik va, balki tasodifan. faqat to'rt xromosoma, hosildorlik, hayot qisqa davomiyligi - Bu genetik axborot uzatish tadqiqotlar uchun mukammal ob'ekt edi. Morgan toza chiziqlar uchib foydalanib, tadqiqot qilib boshladi. U tez orada xromosomalarning yagona majmui pusht xujayralari, 2 o'rniga 4. Bu Morgan belgilangan ekanligini kashf qanday ayol jinsiy xromosoma X, bir erkak - Y sifatidaMorgan ning xromosoma nazariyasi jinsiy bog'liq aniq oyat-belgilar bordir ekanligini ko'rsatdi. olim odatda qizil-ko'z o'z tajribalar, olib borilgan, lekin aholi bu gen mutatsiyasiga natijasida bilan Fly, oq ko'zli shaxslar edi, va ularni yanada erkak ko'p bor edi. pashsha ko'z rangi Y-xromosomalarini haqida, X xromosomalari mahalliylashtirilgan uchun mas'ul bo'lgan gen emas. Bu kesib ayollar, deb, bir X bir mutasyonlu geni ega xromosoma va zurriyotimizdan ham belgi borligi temirli erkak ehtimoli qavatda bilan bog'liq bo'ladi. eng oson yo'li diagramma ushbu ko'rsatish uchun:

• 
  P: XX 'x X'Y;
  
• 
  F _1: XX », XY, X'X" X'Y.
  

X - oq erkak ko'z holda ayol jinsiy xromosomalari yoki gen; ko'z X "xromosoma gen oq.

o'tish natijalarini Decipher:

• 
  XX - ko'z o'tgan qizil ko'zli ayol gen tashuvchisi. Tufayli ikkinchi X-xromosoma borligini mutatsiyaga gen sog'lom "nizomiga muvofiq", va hech fenotip xususiyati namoyon.
  
• 
  mutant gen bilan onaning X xromosoma olingan oq ko'zli erkak, - X'Y. blokirovka qilish faqat bitta X-xromosoma mutant chiziq hech narsa ega, va bu fenotip paydo tomonidan.
  
• 
  X'X - oq ko'zli ayol xromosoma ona va otadan mutasyonlu geni meros. ayol, ham X-xromosoma ko'z gen oq ko'tarib faqat agar u fenotip paydo bo'ladi.
  

irsiyat xromosomalar nazariyasi Tomas Morgan ko'p genetik kasalliklar meros mexanizmi tushuntirdi. Y xromosoma haqida ancha batafsil X xromosoma genlar Chunki, u eng alomatlar organizm uchun mas'ul, deb tushuniladi. onadan X xromosoma tana kasallik tashqi belgilaridan xususiyatlari uchun mas'ul genlar bilan birga, o'g'illar va qizlar sifatida uzatiladi. X-bog'liq bilan bir qatorda bir Y-bog'liq meros bor. har qanday o'zgarishlarga sodir bo'lsa, u faqat erkak avlodlariga meros mumkin, chunki Lekin Y-xromosoma, erkaklar uchun faqat.

irsiyat Morgan Xromosoma nazariyasi genetik kasalliklar uzatish modellarini tushunish yordam, ammo, ularning davolash bilan bog'liq qiyinchiliklar, hozirga qadar ruxsat yo'q.

o'rganish davomida Tomas Morgan Alfred Sturtevant bir o'quvchisi o'tish-Orqali hodisani kashf. keyingi tajribalar kabi, genlar, yangi birikmasi, chunki ustida o'tib sodir. Bu jarayon bilan bog'liq meros buzgan kim bas, bo'ldi.

Shunday qilib xromosoma nazariyasi T. Morgan yana bir muhim o'rnini olgan - o'rtasidagi homoloj xromosomalar o'tish-ustidan sodir bo'ladi va uning chastotasi genlar orasidagi masofa bilan belgilanadi.olim tajribalar natijalarini tizimlashtirish, Morgan Xromosoma nazariyasini asosiy o'rnini taqdim etadi:

1. 
   Belgilari xromosomalar mujassam organizm genlar bog'liq.
   
2. 
   xromosomalari genlar bola qadrlashi uzatiladi. yopishib kuchi genlar orasidagi masofa kichik, katta.
   
3. 
   Homolog xromosoma o'tish-raki fenomenning kuzatiladi.
   
4. 
   muayyan xromosomalarini ustidan kesib chastotasini bilish, biz genlar orasidagi masofani hisoblash mumkin.
   

Morgan va Morgan xromosomalar nazariyasi ikkinchi lavozim ustuvorligini chaqirdi.tadqiqot natijalari bilan yorqin idrok qilingan. Morgan ning xromosoma nazariyasi yigirmanchi asrning biologiya bir inqilob edi. 1933-yilda, irsiyat Nobel mukofoti bilan xromosomalar roli kashf uchun olim topshirildi.Bir necha yil o'tgach, Tomas Morgan genetika sohasidagi mashhur erishish uchun Copley medalga sazovor bo'ldi.

Endi irsiyat Morgan ning xromosoma nazariyasi maktablarda o'rganilmoqda. U ko'plab maqola va kitoblar bag'ishlangan.Morgan ning xromosoma nazariyasi tanasining xususiyatlari unda bayon genlar bilan belgilanadi, deb ko'rsatdi. Tomas Morgan bor fundamental natijalar, masalan, gemofiliya, Lou sindromi, ko'r, Bruttona kasallik kabi kasalliklarning uzatish savolga javob berdi.

sog'lom xromosoma kasalliklari gen bilan xromosomalarini bekor mumkin, bu kasalliklar barcha genlar X xromosoma va ayollar joylashgan, deb topilgan, bu kasalliklar, kamroq tez-tez uchraydi. , U bexabar Ayollar keyin bolalar namoyon etiladi genetik kasalliklar, tashuvchilar bo'lishi mumkin.

erkaklarda, kasallik X-bog'liq, yoki hech sog'lom X xromosoma bor, chunki fenotipik alomatlar paydo bo'ladi.irsiyat T. Morgan Xromosoma nazariyasi genetik kasalliklar uchun oila tarixi tahlil qo'llaniladigan.