Genomika asoslari

Boshqaruvchi zonalar. DNKning ushbu zonalari (yoki mintaqalari) inson genomida doimo mavjud. Bularga terminator, treyler va etakchi nukleotidlar ketma-ketliklari, promotorlar, modulyatorlar va boshqalar kiradi. Eukaryotlarda bu DNK segmentlari strukturaviy genlar yonida, ulardan (ba’zida bir necha ming bazaviy juftlik) masofada yoki hatto boshqa xromosomada uchrashi mumkin. Ushbu saytlarning barchasi transkripsiyani va boshqa genetik jarayonlarni boshqarishda ishtirok etadi.
Takrorlanishlar. DNKdagi nukleotidlar ketma-ketligini tahlil qilinganda, turli xil organizmlar genomida bir xil nukleotidlar ketma-ketligining takrorlanishlari tez-tez uchrashi aniqlangan. Ular genom DNKsining taxminan 50% ni tashkil qiladi. Va ularning umumiy soni 5 millionga yaqin.
Bunday takrorlanadigan ketma-ketliklar yoki takrorlanishlarning ikki turi borligi aniqlangan.
1. Ba’zi bir RNK uchun kodlanish yoki boshqa har qanday ma’lumotlar takrorlanishlari.
2. RNK kodlamanmaydigan va hech qanday ma’lumotga ega bo’lmagan genlar takrorlanishlari.
Kodlash ketma-ketliklari. tRNK, rRNKni kodlovchi genlar, shuningdek iRNK va regulyator genlarni kodlovchi ba’zi genlar genomda o’nlab, yuzlab yoki undan ko’p marta takrorlanishi mumkin. Ikkinchisiga, masalan, gistonlarning tuzilishi (H1, H2A, H2B, H3 va H4) va boshqalarning ma’lumotlarini o’z ichiga olgan tizimli genlarning takrorlanishlari kiradi.
Qoida tariqasida, ushbu guruhga genlar kiradi, ularga ehtiyoj hujayraning hayot siklining muayyan davrlarida keskin o’sib boradi (masalan, yangi sintez qilingan DNKda yangi nukleosomalarning konstruktsiyasi intensiv bo’lganda, masalan, DNK replikatsiyasi paytida gistonlarning sintezi keskin oshadi).
Kodlamaydigan ketma-ketliklar. Ular inson genomida o’nlab, yuzlab va minglab marta takrorlanadi. Bitta bitta nukleotid (masalan, A) yoki ikkita nukleotidlar guruhi (masalan, AT), uchta (masalan, ATG)va undan ko’p nukleotidlar (masalan, ATGSTAS) takrorlanishi mumkin. Takrorlanadigan guruh motiv deb ataladi.
Agar takrorlanishdagi motivlar bir-birini ta’qib qilsa, bunday takrorlanishlar tandemli takrorlanishlar deb ataladi. Ikkinchidan, kam miqdordagi nukleotidlar bilan oddiy takrorlanishlar (100 dan ortiq bo’lmagan motivlar) - sun’iy yo’ldosh DNK yoki sun’iy yo’ldoshlar qayd etilgan.
Mikrosatellitlar tibbiy amaliyot uchun alohida ahamiyatga ega - takroriy tarkibida 10 dan ortiq nukleotid mavjud. Mikrosatellitlar juda o’zgaruvchan, ya’ni, polimorf hususiyatga ega bo’ladi. Mikrosatellitlar hajmining ko’payishi (kengayishi) bilan bog’liq bir nechta kasalliklar aniqlangan. Masalan, X-xromosomalarning sinuvchanligi sindromida uzun yelkada tanaffuslar sodir bo’ladi. Klinik jihatdan bu o’zini markaziy asab tizimining normal ishlashini buzishda namoyon qiladi. Ushbu kasallik uchun mas’ul bo’lgan genning birinchi ekzonida (FMR1 geni) trinukleotid CHG 6 martadan 20 martagacha takrorlanadigan mikrosatellit borligi aniqlandi.
Motiv – nukleotid «А» АТЦГТААААААААААААТТАЦАТГ
Motiv – nukleotidlar «АТ» АТЦГТАТАТАТАТАТАТАТТТАЦАТГ
Motiv – nukleotid «АТГ» АТЦГТАТГАТГАТГАТГАТГТТАЦАТГ
Motiv - nukleotidlar «АТГГ» АТЦГТАТГГАТГГАТГГАТГГТТАЦАТГ
Patologik holatlarda motiv takrorlanishlar ko’proq takrorlanadi - 200 martagacha. Sakkizta neyrodejenerativ kasalliklarda CAG uchligi glutaminni kodlaydigan motivlari bo’lgan mikrosatellit ko’payadi.
Sun’iy telomerlar DNKning o’zgaruvchanligi asosida odamlar o’rtasidagi oilaviy aloqalar, odamning turli kasalliklarga moyilligi va boshqalar diagnostikasi ishlab chiqilgan.
Tandem takrorlanishlari xromosomalarning uchida joylashganligi ham aniqlangan. Bir nechta tandem takrorlanishlari to’plami va ular bilan bog’liq bo’lgan o’ziga xos oqsillar xromosoma - telomeralarining oxirini tashkil qiladi. Telomer xromosomani fermentlar ta’siridan himoya qiladi, xromosomalarning rekombinatsiyasi va ularning yadro membranasiga birikishiga yordam beradi. Har bir bo’linish bilan telomer kamayadi va ma’lum miqdordagi bo’linishlardan so’ng u shunchalik kamayadiki, yangi bo’linish imkonsiz bo’lib, hujayra o’ladi. Bu telomeralarni umr ko’rish davomiyligi uchun javob beradigan tuzilmalar deb hisoblash uchun asos bo’lib xizmat qildi. Biroq, ushbu yo’nalishda olib borilgan tadqiqotlar noaniq natijalarga olib kelgan.
Agar takrorlanish paytida motivlar bir-biridan qisqa ketma-ketliklar bilan ajratilgan bo’lsa, unda bunday takrorlanish dispers deb ataladi. Orqaga qaytarilgan takrorlanishlar yoki palindromlar mavjud - ikkita qo’shni motivning nukleotidlar ketma-ketligi bir xil bo’lsa, lekin bittasi teskari bo’lsa (bitta motiv chapdan o’ngga o’qiladi, keyingisi esa teskari o’qilgandan keyin) - ATAGC TSGATA. Ushbu palindromlar DNKda o’ramlar hosil qiladi. Odatda takrorlanadigan motivlar ketma-ketligi bloklar yoki klasterlarni hosil qiladi. Bitta klasterdagi motivlar soni ikki dan bir necha yuzgacha o’zgarishi mumkin.
Klaster, o’z navbatida, o’nlab va yuzlab marta takrorlanishi mumkin. Genlar oilasi singari, bunday takrorlanishlar takrorlanish harakatining natijasi deb taxmin qilinadi.
Takrorlanishlarning vazifasi to’liq tushunilmagan. Biroq, ular zaxira DNKni ifodalovchi organizmlarning moslashuvchanligida muhim rol o’ynashi mumkin.