Genomika asoslari

Frensis Krik Jeyms Uotson Moris Uilkins Rosalind Franklin


1957 yilda amerikaliklar Aleksandr Rich, Gari Felsenfeld va Devid Devis uchta ipdan tashkil topgan nuklein kislotani tasvirlashdi. 1985-1986 yillarda Moskvada Maksim Davidovich Frank-Kamenetskiy ikkita emas, balki uchta DNK zanjiridan tashkil topgan H-shaklini isbotlashgan va qanday hosil bo’lishini ko’rsatishdi.
DNK tarkibining asosiy tuzilmalari. Deoksiribonuklein kislotasi (DNK) – bu monomerlar sifatida nukleotidlardan tashkil topgan, biopolimer- polianion hisoblanadi. Har bir nukleotid 5’-holatida shakar deoksiribozasiga biriktirilgan fosfor kislota qoldig’idan iborat bo’lib, unga to’rtta azotli asoslardan biri 1’-holatida glikozid bog’lari (C – N) orqali bog’lanadi. DNK va RNK o’rtasidagi asosiy farqlardan birini tashkil etuvchi xarakterli shakarning mavjudligi, bu nuklein kislotalarning nomlarida qayd etilgan RNK tarkibida riboza shakari bilan tavsiflanadi.
Molekulalarning tuzilishi asosida nukleotidlarni tashkil etuvchi asoslar ikki guruhga bo’linadi: purinlar – adenin (A) va guanin (G) bir-biriga bog’langan besh va olti a’zoli geterosikllar orqali hosil bo’ladi va pirimidinlar – sitozin (S) va timin (T) olti a’zodan iborat geterosikl orqali hosil bo’ladi (3-rasm).

Adenin (A)	Guanin (G)	Timin (T)	Sitozin (S)

3-rasm. DNK molekulasi tarkibidagi asosiy azotli asoslari.

Istisno tariqasida, masalan, PBS1 bakteriofagida DNK beshinchi turdagi asoslarni o’z ichiga oladi – uratsil (U), pirimidin asosi , u timindan metil guruhi yo’qligi bilan ajralib turadi, odatda timinni RNKga uratsil bilan almashtiriladi.

Shuni ta’kidlash kerakki, timin (T) va uratsil (U) ilgari mavjud bo’lgan fikrlarga ko’ra, mos ravishda DNK va RNK da mavjud bo’lishi chegaralanmagan, ba’zi RNK molekulalarining sintezidan so’ng, ushbu molekulalardagi uratsillarning katta qismi maxsus fermentlar yordamida timinga aylanib metillanadi. Bunday jarayonlar transport va ribosomal RNKlarda uchraydi.
DNK polimeri juda murakkab tuzilishga ega. Nukleotidlar uzun polinukleotid zanjirlarida kovalent ravishda bog’langan. Bu zanjirlar aksariyat hollarda ayrim bir zanjirli DNK-genomiga ega bo’lgan viruslardan tashqari, o’zaro vodorod bog’lari bilan bog’langan bo’ladi va ikkilamchi strukturalarni hosil qilib, ikkilamchi spiral nomini oladi. Har bir zanjir asosi ketma-ket keladigan fosfatlar va shakardan tashkil topgan. Bir zanjir ichki qismidagi qo’shni nukleotidlar fosfodiefir bog’lar bilan bog’langan, ular o’z navbatida bir nukleotidning dezoksiriboza molekulasining (3’ -ОН) 3’-gidroksil guruhi va boshqa nukleotidning (5’-РО₃) 5’- fosfat guruhi o’rtasida vujudga keladi. DNKning assimetrik zanjirlar uchi 3’ va 5’ deb ataladi. DNK sintezida zanjir qutblanishi muhim ahamiyatga egadir, zanjir uzayishi faqatgina yangi nukleotidlarning erkin 3’-uchiga qo’shilishi natijasida yuz beradi.
Yuqorida ta’kidlab o’tilganidek, tirik organizmlarning aksariyat qismida DNK bir emas, balki ikkita polinukleotid zanjiridan iborat. Ushbu ikkita uzun zanjir bir-biriga qarama-qarshi bo’lib, uning tarkibidagi zanjirlarning azotli asoslari o’rtasida hosil bo’lgan vodorod bog’lanishlari bilan barqarorlashgan bir-biriga nisbatan spiral shaklida o’ralgan. Tabiatda bu spiral ko’pincha o’ng tomonga og’gan bo’ladi. DNK molekulasini tashkil etuvchi ikkita ipning 3’-uchidan 5’-uchiga yo’nalishlari qarama-qarshi joylashgan bo’lib, iplar bir-biriga "antiparallel" joylashgan.
Ikki karra spiralning kengligi 22 dan 24 A ga tengdir, yoki 2,2-2,4 nm bo’ladi, har bir nukeotid uzunligi 3,3 A yoki 0,33 nm g teng. Shu bilan birga, spiralda kichkina 12 A li va katta 22 A li qatorlarni farqlash mumkin. Oqsillar, masalan transkripsiya omillari, ikki zanjirli DNK ning ma’lum ketma-ketliklariga bog’lanadi, asosan katta qatorlarda asoslar uchlari bilan o’zaro ta’sirlashadi.