1. Nuklein kislotasining irsiy axborotni saqlovchi va nasldan-naslga o’tkazuvchisifatida asosiy strukturaviy va funktsional xossalari

Gen molekulyar biologiyasi. Genetik jarayonlarning molekulyar mexanizmi
Reja:


1.Nuklein kislotasining irsiy axborotni saqlovchi va nasldan-naslga o’tkazuvchisifatida asosiy strukturaviy va funktsional xossalari.
2.DNK, RNK va oqsil molekulalarining biosintezi. DNK replikatsiyasi.
3.Mutatsiya jarayoni va DNK reparatsiyasi.
4.Pro- va eukariot organizmlarda translyatsiya jarayonining kechishi.

1.Har bir tirik organizmning irsiy belgilari haqidagi axborot DNK zanjirida nukleotidlar ketma-ketligi asosida joylashgan. Nuklein kislotalari yuqori molekulyar biopolimer bo’lib, juda ko’p monomerlardan tuzilgandir. Bu monomerlar nukleotidlar deb ataladi. Shuning uchun DNK zanjiri polinukleotid molekula deb ataladi. Mononukleotidlar fosfat, monosaxarid pentoza-riboza yoki dezoksiribozadan va azot asoslaridan: purin va primidin asosidan tashkil topgan. Azot asoslarini ko’pincha nomlarning harflari bilan ko’rsatish qabul qilingan: adenin A (A), guanin G(G), tsitozin (Ts) (S), uratsil U (U), timin T (T) DNK molekulasi fosfat kislota, dezoksiriboza va adenin, guanin, sitozin va timin nukleotidlarini tutadi. RNK zanjiri DNK molekulasidan farqli o’laroq dezoksiriboza o’rniga riboza va timin o’rniga uratsil tutadi. Nuklein kislotalaridagi nukleotidlar ketma-ketligi ularning birlamchi strukturasini tashkil etadi. DNK molekulasining qo’sh zanjiri uning ikkilamchi struk-turasini va uning fazoviy konformatsiyasi uchlamchi strukturasini tashkil etadi. DNK zanjiridagi G-Ts nukleotidlari uchta, A-T nukliotidlari ikkita vodorod bog‘i bilan bog’langandir. DNK molekulasining asosiy fizik xususiyatlariga: nukleotid tarkibi, temperaturasi, suzish zichligi, siklik yoki siklik bo’lmagan strukturasi, optik zichligi va molekulyar massasi kiradi. DNK o’simlik hujayrasida yadroda,xloroplastda va mitoxondriyada joylashgan. Hayvon hujayrasida. esa yadroda va mitoxondriyada joylashgan. Bakteriyalarda hujayra ichki membranalari bilan birikkan holda, viruslarda esa oqsil qobig‘i bilan o’ralgan holda uchraydi.

RNK molekulasi o’zining funksional xususiyatlariga ko’ra uch tipga bo’linadi: (iRNK; rRNK; tRNK). Ular o’z o’lchami bilan bir-biridan katta farq qiladi(tRNK-70-100;rRNK-100-3100;iRNK-25000-1000000 nukleotid).
tRNK oqsil sintezi jarayonida faollashgan aminokislotani aminoatsil uchiga biriktirib olib, uni ribosomadagi maxsus joyga o’tkazadi va o’zi ribosomalar yuzasi bo’yicha tortilgan iRNKning aniq kichik qismiga komplementarlik asosida bog‘lanadi. Mazkur jarayonda tRNK ayni aminokislotani sintezlanayotgan oqsil molekulasining ma’lum joyiga o’rnashishini mRNK adagi kod asosida amalga oshiradi, ya’ni adaptorlik rolini o’ynaydi. iRNK DNK zanjiridagi irsiy axborotdan nusxa olib, ko’chirib olingan axborotni saqlaydi va oqsil sintezi jarayonida matritsa vazifasini bajaradi. iRNKdagi nukleotidlar qatorini oqsil molekulasidagi aminokislotalar qatoriga o’tishi, ya’ni nuklein kislotadagi ma’lumotni tegishli aminokislotalar qatori shaklida amalga oshishi informatsiyaning o’qilishi deb ataladi. rRNK 50dan ortiq oqsil molekulalari bilan birikkan holda ribosomaning strukturasini tuzishda xizmat qiladi.
2.Tirik organizmda oldindan mavjud qolip asosida yangi DNK molekulasining yaratilishi nuklein kislotalarining sintezlanish yo’lidir. Mavjud DNK molekulasidan nusxa olish replikatsiya deb ataladi. Replikatsiya jarayoni DNK-polimeraza I, II, III, DNK-ligaza va revertaza fermentlari yordamida amalga oshadi. Rer-oqsil yordamida DNK qo’sh zanjiri ajraladi va DNKga boglanadigan oqsil molekulalari yordamida DNK ning ajralgan zanjirlari stabil holatda saqlanib turiladi. DNK-polimeraza III fermenti DNKning 3' uchidan 5' uchigacha DNKning bitta zanjirini to’la sintez qilish qobiliyatiga ega. DNK sintezi faqat DNKniig 3' uchidan 5' uchiga qarab borishi tufayli DNKning ikkinchi zanjiri praymaza, DNK-polimeraza I va DNK-ligaza fermentlari yordamida amalga oshadi. Praymaza (revertaza) fermenti yordamida DNKning ikkinchi zanjiri sintezi uchun praymer sintez qilinadi va DNK-polimeraza III fermenti yerdamida praymer nukleotidlar ketma-ketligidan DNK sintezi boshlanadi va DNK-polimeraza I fermenti yordamida bu nukleotidlar ketma-ketligi biroz uzaytiriladi. Ko’plab hosil bo’lgan DNK fragmentlari DNK-ligaza fermenti yordamida ulanadi. Bu jarayon DNK aning ikkinchi zanjiri to’la sintez bo’lguncha davom etadi. Yangi DNK zanjiri tayyor DNKning nusxasiga, matritsasiga qarab tuziladi. Bu jarayonda matritsa vazifasini DNK qo’sh zanjirining bir ipi bajaradi.
RNK sintezi jarayoni transkripsiya deb ataladi. Har uchchala tipdagi RNK sintezi turli tipdagi RNK-polimeraza (RNK-polimeraza I, II, III) fermentlari yordamida amalga oshiriladi. rRNK sintezi RNK-polimeraza I fermenti, iRNK RNK-polimeraza II fermenti va tRNK hamda kichik o’lchamli yadro RNKsi molekulalari RNK-polimeraza III fermenti yordamida amalga oshiriladi. Hamma RNK molekulalari sintezi uchun DNKning bitta ipi matritsa vazifasini o’taydi. Oqsil sintezi ribosomalarda o’tadi. Ribosoma hujayra metabolizmi uchun zarur bo’lgan oqsillar sintezini DNK dan olingan informatsiya asosida kodlash mexanizmiga muvofiq amalga oshiradi.
DNK zanjiridan olingan iRNK nukleotidlar tartibi shaklidagi informatsiya ribosoma yordamida oqsil molekulasidagi aminokislotalar tartibiga ko’chiriladi. Oqsil sintezi jarayoni translyatsiya (tarjima qilish) deb ataladl. Nuklein kislotalarda har bir aminokislotalarni taniydigan va tanlab biriktirib olib tashishda vositachilik qiladigan birin-ketin uchta nukleotidlar kombinatsiyasi mavjudki, bu o’z navbatlda aminokislota kodi, oqsil kodi, kodon, keng ma’noda genetik kod deb yuritiladi. Oqsil molekulasiga kiradigan aminokislotalar 20ta bo’lganligidan kodonlar soni ham 20 dan kam bo’lishi mumkin emas. Bunda hosil bo’ladigan kombinatsiyalar soni 64-43, kodlanadigan aminokislotalar sonidan ancha ko’p, lekin ma’lum bo’ldiki 20 ta aminokislotadan 18 tasi bittadan ortiq 2,3,4, va b kodon bilan kodlana olar ekan. Bundan tashkari, uchta kodon UAA, UAG, UGTs aminokislotalarni kodlamaydi va polipeptid zanjirining tugaganidan darak beradi, ular terminatorlar, tugatuvchilar deb ham ataladi. Poliribosomalarda oqsil sintezi iRNKning 5' uchidan boshlanib 3' uchida tugaydi. Oqsil sintezi tugagach iRNK ribosomadan ajralib chiqadi va ribosoma ikkita subparchalarga dissotsiatsiyalanadi.
3.DNK molekulasi tuzilishini tashqi nomuqobil omillar ta’sirida o’zgarishi mutatsiya deyiladi. Mutatsiyaga uchragan DNK molekulasida irsiy axborot o’zgaradi va organizming normal holatda yashashiga keskin ta’sir ko’rsatadi. Tirik organizmning mutant (o’zgargan) formalari vujudga keladi. Boshqa organizmlardan farqli o’laroq o’simlik va mikroorganizmlarning xo’jalik ahamiyati yuqori bo’lgan mutant formalari xalq xo’jaligida keng ko’lamda foydalaniladi. Inson organizmidagi mutatsion o’zgarishlar og‘ir kasalliklar (oq qon kasalligi)i kelib chiqishiga sabab bo’ladi. Mutatsiyaga uchragan DNK molekulasini asl holatiga qaytish jarayoni DNK reparatsiyasi deyiladi. Reparatsiya jarayoni DNKaza, DNK-polimeraza II va DNK-ligaza fermentlari ishtirokida amalga oshiriladi. Bu fermentlar tizimi yordamida DNKning tuzilishi dastlabki normal holatiga qaytadi.
4.Prokariot organizmlarda translyatsiya jarayoni iRNK transkripsiyasi tugamasdanoq boshlanadi. Shu boisdan prokariot organizmlar iRNK si polisistron iRNK deb ataladi. Eukariotlarda yadroda sintez bo’lgan iRNK 3' uchida rolu (A) "dum" va 5' uchi esa metin guanozin qoldig‘i bilan himoyalangan bo’ladi. Shu yo’sinda modifikatsiyalangan iRNK molekulasi yadrodan sitoplazma bo’shlig‘iga chiqadi va translyatsiya jarayonida ishtirok etadi. Shu boisdan eukariot organizmlarning iRNK si monosistron iRNK deb ataladi.
5. Xulosa qilib aytadigan bo’lsak, DNK molekulasi irsiy axborotni o’zida saqlab nasldan-naslga o’tkazishdek murakkab vazifani bajaradi. DNK molekulasining strukturaviy o’zgarishi irsiy axborotning o’zgarishiga olib keladi. Reparatsiya hodisasi esa tirik organizm irsiy belgilarini o’zgarmay saqlanishini taminlaydi. Pro- va eukariot organizmlarda transkripsiya va translyatsiya jarayonlari turlicha kechadi bu o’zgarish organizmlarning turli evolyutsiya taraqqiyoti natijasida vujudga kelgan.