Genomika asoslari

12-rasm. Rekombinatsiya xromosomalarning (M) va (F) uzilishi va keyinchalik ikkita yangi xromosomalarni (C1 va C2) hosil qilish uchun ulanishi natijasida yuzaga keladi.

Genetik rekombinatsiya
DNK ikkita zanjiri boshqa DNK segmentlari bilan ta’sirlashmaydi, inson hujayralarida turli xil xromosomalar yadroda fazoviy tuzilishi jihatdan qismlarga bo’lingan shaklda joylashadi. Turli xromosomalar o’ratsidagi bunday masofalar DNK ning irsiy ma’lumotni stabil saqlash xususiyatida katta axamiyatga egadir. Rekombinasiya jarayonida fermentlar yordamida DNK ning ikki zanjiri uziladi, va o’sha joylarida ma’lum qismlari o’zaro almashinadi, keyinchalik spirallar ketma-ketligi yana tiklanadi, shuning uchun gomologik bo’lmagan xromosomalar o’rtasida bunday almashinuvlar irsiy ma’lumot buzilishiga olib keladi (12-rasm).
Xromosomalar o’rtasidagi irsiy ma’lumotning almashinuvi natijasida hosil bo’lgan rekombinasiyalar natijasida genlarning yangi kombinasiyalari vujudga keladi, o’z navbatida bu tabiiy tanlanish samarasini oshiradi va yangi oqsillar yuqori tezlikda amalga oshadigan evolyutsiyasida katta axamiyatga egadir. Genetik rekombinasiya reparasiya jarayonida ham katta axamiyatga egadir, asosan hujayraning DNK ikkalla zanjirining uzulishi bilan bog’liq bo’lgan javob reaksiyasida aks etadi.
Krossingover eng ko’p tarqalgan turi- bu gomologik rekombinasiya hisoblanadi, ya’ni xromosomalar rekombinasiyasida ishtirok etadigan ketma-ketliklar bir-biriga o’xshash bo’lishi kerak. Bir xil vaqtlarda gomologik uchastkalar shaklida transpozonlar ishtirok etadi. Gomologik bo’lmagan rekombinasiya hujayraning shikastlanishiga olib keladi, bunday rekombinasiya natijasida translokasiyalar vujudga keladi. Rekombinasiya reaksiyalari fermentlar tomonidan katalizlanadi, ular rekombinazalar deb ataladi, masalan Cre. Birinchi reaksiya bosqichida rekombinaza DNKning birinchi zanjirini uzadi, komplementar zanjirdan ajralishini va ikkinchi xromatida zanjirlarining biriga bog’lanishini ta’minlaydi. Ikkinchi xromatida ikkinchi marotoba uzilishi natijasida DNK zanjirining uzilishiga, birinchi xromatidada juftsiz qolgan zanjirga ulanishini ta’minlaydi va Hollidey strukturasini hosil qilishiga olib keladi. Hollidey strukturasi juftlashgan xromosoma bo’ylab xaratkatlanish xususiyatiga ega bo’ladi va zanjirlarni o’rin almashtirishini amalga oshiradi. Rekombinasiya reaksiyasi ferment bog’larini uzganga va ikki zanjirning ligirlanishi yuz berganda tugaydi.
DNK ga asoslangan metabolizm evolyutsiyasi. DNK tarkibidagi irsiy ma’lumot hamma zamonaviy organizmlarning rivojlanishi, o’sishi, hayot faoliyati uchun amalga oshirish imkonini beradi. Lekin Yerdagi hayotning uzoq to’rt milliard yil tarixi davomida DNK asosiy irsiy axborot manbai bo’lganligi to’g’risida ma’lumot yoq. Mavjud gipotezalarga ko’ra, RNK moddalar almashinuvida markaziy rol o’ynagan, chunki u irsiy ma’lumot o’tkazishda ishtirok etadi va ribozimlar ishtirokida katalizni amalga oshira oladi. Bundan tashqari, RNK-“oqsillar fabrikasi”ning ribosomalarning asosiy komponenti hisoblanadi. Qadimiy RNK dunyosi- yani kataliz uchun va irsiy ma’lumotni tashish uchun xizmat qilgan bo’lsa, to’rtta asosdan tashkil topgan zamonaviy genetik kodning shakllanish manbai bo’lib xizmat qilgan bo’lishi mumkin. Bu jarayon organizmlarda mavjud kam sondagi asoslar, yani replikasiya aniqligini kuchaytirish, va ko’p sondagi asoslar asosida ribozimlar faolligini oshirush hisobiga ro’y bergan deb hisoblanadi.
Afsuski, qadimgi genetik tizimlar xozirgi kunga qadar saqlanib qolmagan. Tashqi muhitda DNK o’rtacha bir million-yil davomida saqlanadi, asta-sekinlik bilan mayda fragmentlargacha degradasiyaga uchraydi. 250 million-yil ilgari kristall tuzlaridan uchraydigan bakterial sporaladan DNKni ajratish va ularda 16S r-РНК ning ketma-ketligini o’rganish ishlari bo’yicha diskussiya mavzulari davom etmoqda.