Genomika asoslari

Inson mitohondrial DNKsi. Oksidlanish-fosfolirlanish jarayoniga hammasi bo’lib, 87 ta gen qatnashadi, lekin 74 tasi yadro genomi tomonidan kodlanadi. Yadro genomida mitochondrial genomga o’hshagan qismlar uchraydi. Evolyutsion jarayonda va turli patologik holatlarda mitochondrial genom ma’lum qismi yadro genomiga ko’chgan deb faraz qilinadi. Mitohondrial genom tuzilishi yadro genomidan farq qiladi. Birichi o’rinda, mitochondrial genomda bakterail genom singari genlar kompakt joylashgan. Yadro genomidan farqli mitochondrial genlar ketma-ket joylashgan bo’lib, genlar orasidagi tanaffuslar bo’lmaydi. Ayrim holatlarda, bitta nukleotid bo’yicha kesisishi mumkin, bitta gen ohirgi nukleotidi keying genda birinchi o’rinni egallaydi. Bundan tashqari mitochondrial genlarda yadro gen strukturalari uchun harakterli bo’lgan intron uchastkalari bo’lmaydi. Oxirgi yillardagi ma’lumotlarga ko’ra, mitochondrial DNK metillanish kabi modifikasiyalar uchramaydi, yadro DNK sida esa bunday modifikasiyalar mavjud. Lekin tadqiqotchilar diqqat markazini mitochondrial DNK da ishlatiladigan genetic kod qiziqtirgan, genetic kod universal bo’lsa-da, mitoxondriyalarda boshqacha variantdagi genetic kod ishlatilishi aniqlangan. Mitoxondriyalarda ishlatiladigan genetic kodon yadro uchun ishlatiladigan genetic kodga o’chshasa-da, bir qancha farqlarga ham egadir. Inson mitochondrial DNK si to’rtta kodon mazmuni o’zgartirilgan bo’lib, terminator kodonlarga AGA va AGT ishlatiladi. UGA kodoni yadro DNK si uchun terminator sifatida ishlatilsa, mitochondrial DNK da translasiya jarayonini to’htatish uchun ishlatilmaydi, balkim triptofan aminokislotasini kodlashda ishlatiladi. Metionin aminokislotasini bitta AUG kodonidan tashqari AUA kodoni ham kodlashda ishlatiladi, yadro DNK sida esa bu aminokislota izoleysin aminokislotasini kodlashda ishlatiladi. Hujayrada mitochondrial DNK bir qancha mitochondrial oqsillarni sintezlashda ishtirok etadi, bu oqsillar hujayra faoliyatida katta ahamiyatga ega bo’lib, hujayrani energiya bilan ta’minlashda ishtirok etadi. Mitohondrial DNK genlarida kodlanadigan oqsillar to’g’ridan-to’g’ri mitoxondriyalar o’zida sintezlanadi, ushbu maqsadlarda mitoxondriyalarning mahsus RNK-polimerazalari ishlatiladi, chunki mitohodriyalar genetic kodi o’zoga xosdir va o’ziga xos oqsil boisintezi tizimi mavjud. Mitoxondriyalarning avtonom tizimda mavjud bo’lishi uchun, hamma oqsillar va ular subbirliklari mitohodriyalardan tashqari yadro DNK sida sintezlanadi, chunki mitochondrial genom hajmi kichkina bo’lib, oqsillar sitoplazmada hosil bo’ladi va ularning mitoxondriyalarga transportipovkasi amalga oshadi. Shunga ko’ra, yadro va mitochondrial genom o’rtasida kuchli bog’lanish mavjuddir va ular bir-birini to’ldirib turadi. Evolyutsion nuqtai nazardan DNKning ma’lum kichkina qismi yadro DNK sidan ajralib mitochondrial DNK da joylashishining sababi aniq emas. Ushbu bo’yicha bir qancha gipotezalar mavjud bo’lib, eng birinchi gipotezani 1890 yilda R.Altman aytib o’tgan va bugungi kungacha o’z kuchini yoqotmagan. Ushbu gipoteza bo’yicha, mitoxondriyalar yuqori organizmlar hujayrasida hujayra ichki rivojlanishi va differensirovkasi natijasida paydo bo’lmagan, balkim yuqori organizmlar pst taraqqiy etgan aerob organizmlar bilan simbiozi natijasida paydo bo’lgan. Bunday rivojlanish natijasida, mitochondrial genetik kodning hozirgi zamon organizmlarining genetic kodiga nisbatan qadimiy ekanligidan dalolat beradi.
Mitohondrial DNK da ko’pgina mutatsiyalar o’tadi. Bunday mutasiyalar turiga nuqtali, ma’lum DNK yo’qotishlari-delesiyalar, va aksincha qo’shimchalar kirishi-inversiyalar kiradi. Bugungi kunda mitochondrial DNk o’zgarishi bilan bog’liq bo’lgan insonda ko’pgina kasalliklar va patologik holatlar aniqlangan. Patologik mutasiyalar hamma mitochondrial genlarda aniqlangan. Ushbu jarayonda bitta molekulyar shikastlanish bilan bog’liq bo’lgan, turli hil klinik belgilar aniqlangan.
Mitohondrial DNK bilan bog’liq bo’lgabn yana bir qiziqarli ma’lumot uning o’ziga hos ekaligida ko’rinadi. Mitohondrial DNK avloddan-avlodga xromosoma DNK siga nisbatan boshqacha irsiylanadi. Ma’lumki inson organizmi urug’langan tuhum hujayradan rivojlanadi va ota-ona xromosomalariga ega bo’ladi. Urug’lanish jarayonida tuhum hujayraga spermatozoid otalik xromosomalari bilan kiradi, lekin ota hujayrasining mitoxondriyalariga ega bo’lmaydi va otalik mitochondrial DNK siga ega bo’lmaydi. Demak zigota faqat ona mitihondrial DNK siga egadir, oldingi avlodlar shuningdek, ona avlodining hujayrasidagi mitochondrial DNK ga ega bo’lgan. O’gil bolalar qizlardan farqli o’laroq, o’zlarining mitochondrial DNK sini avloddan avlodga o’tkazmaydi. Shunday qilib, DNK klonlarni hosil qiladi- irsiy liniyalar, agar ona liniyada qizlar tug’ilsa, ular tarmoqlanish hususiyatiga egadir, lekin xromosoma DNK sidan farqli, bitta organizmda to’planish hususiystiga ega emas va yangi genetic kombinatsiyalar hosil qilmaydi. Shu sabab, ko’pgina inson etnik guruhlar populyasilari va irqlarda mitochondrial DNK ning solishtirma tahlillari o’tkazilgan. Bunday solishtirma tahlillar o’tgan asrning 80 yillarida otkazilgan va hozirgi kunga qadar davom etmoqda. Shunga ko’ra, hujayrada o’tadigan asosiy jarayonlar, transkripsiya, translyasiya, replikasiya va mitohondrial DNK reparasiyasi, ma’lum darajada yadro genomidan bog;liq bo’ladi, lekin hozirgi davrgacha ushbu ikki genom bir- biri bilan integrasiyasi ma’lum emas. Ushbu genomlar o’zaro ta’sirlarining mehanizmlarini o’rganish, hamma munosabatlarda foydali bo’lib, hususan, inson turli patologiyalarining kelib chiqishini tushunishda, va o’sma kasalliklarining rivojlanish mehanizmlarini o’rganishda katta ahamiyatga egadir.