Laboratoriya jumıs №1

Mikroorganizmler genetikası
Keyingi 40–50 jıl dawamında mikroorganizmler genetikası (irsiyati) tarawında u`lken jan`alıqlar ashıldı. Mikroorganizmler u`stinde alıp barılg`an tajiyiribelerde DNK nın` genetikadag`ı a`hmieti, genning molekulyar du`zilisi, genetik kod, DNK replikatsiyasının` mexanizmi, prokariotlarda belok sintezi, mutagenez ha`m DNK zıyanlang`an bo`leginin` reparatsiya mexanizmleri anıqlandı.
Mikroorganizmler o`zinin` bir qansha qa`siyetleri menen ta`jiyribe ushın qolay genetik ob`ekt esaplanadı.
1. Mikroorganizmler gaploid, yag`ni bir xromosomag`a iye sol sebebli, dominantlıq jag`dayı gu`zetilmeydi.
2. Mikroorganizmler juda` tez ko`beyedi, sonın` ushın qısqa waqıt ishinde ta`jiyribe xanası jag`dayında ko`p mug`darda mikrob populyatsiyasın alıw mu`mkin.
3. Genetik usıllar anıq ha`m juda sezgir, sol sebebli bakteriya ha`m viruslarda 10-9 da`rejedegi mutantlardı ha`m anıqlaw imkanın beredi.
4. Bakteriyalarda genetik axborottı beriwshi ha`m alıwshı donor ha`m retsipient kletkalar bar.
5. Bakteriyalar tsitoplazmasında DNK bo`lekshelerinen quralg`an jeke du`zilmeler (plazmida, transpozon) bar.
2.4.1. Mikroorganizmlerdegi o`zgeriwshen`lik tu`rleri
Mikroorganizmlerdegi o`zgeriwshen`lik ekige bo`linedi:
1. Na`sillik bolmag`an (modifikatsion) o`zgeriwshen`lik, bir genotipke ta`n populyatsiyanın` tu`rli jag`dayda rawajlanıwı na`tijesinde payda boladı.
2. Na`sillik o`zgeriwshen`lik, bul mutatsiya ha`m genlerdin` genetik rekombinatsiyası esabınan ju`zege keledi.
Na`sillik bolmag`an o`zgeriwshen`lik sırtqı ortalıq faktorları ta`sirinde payda bolatug`ın o`zgeriwshen`likke (modifikatsion) aytıladı. Bul o`zgeriwshen`lik na`tijesinde mikroorganizmlerdin` morfologiyası, bioximiyalıq ha`m antigenlik qa`siyetleri o`zgeredi. Modifikatsion o`zgeriwshen`likte DNK nın` birlemshi du`zilisi o`zgermeydi, sol sebebli bul o`zgeriwshen`lik keyingi a`wladlarda joq bolıp ketedi.
Modifikatsiya evolyutsiya na`tijasinde rawajlang`an bolıp, mikroorganizmlerdin` sırtqı ortalıqtın` o`zgeriwine yikemlesiw reaktsiyası esaplanadı. Bul reaktsiyalar mikroorganizmgin` o`zgergen jag`dayda saqlanıp qalıwın ta`minleydi, biraq biraq ta`sir etiwshi faktorlar joq bolg`annan son` olar birlemshi fenotipke qaytadı. Ma`selen, fermentativ qa`syieti penitsillin ta`sirinde ju`zege keletug`ın L-formadag`ı mikroblar.
Uzaq waqıt, yag`ni bir neshe a`wladqa beriletug`ın nasillik bolmag`an o`zgeriwshen`lik ha`m bar. Ma`selen, ayırım mikroblardın` virulentlik qa`syietinin` to`menlewi. Bul qa`syiet bir neshe a`wladta saqlanıp qalıwı mu`mkin, biraq olardı virulentlikke beyim haywan organizmine qayta-qayta kirgizgende (passaj) ja`ne o`z jag`dayına qaytadı.
Uzaq waqıt dawam etetug`ın nasillik bolmag`an o`zgeriwshen`likti fenotipik ta`repten mutatsiyadan ajıratıp bolmaydı. Sonın` ushın nasillik bolmag`an o`zgeriwshen`likti keltirip shıg`arg`an faktordı biliw kerek. Mutatsiya genotipik o`zgeriwshen`lik bolg`anlıg`ı ushın o`zgergen qa`syiet qaytadan tiklenbeydi, yag`ni reversiya qılmaydı.
Nasillik o`zgeriwshen`lik . Mutatsiyalar. Mutatsiya latın so`zinen alıng`an bolıp mutatio - o`zgeriw degen ma`nisti an`latadı. Bul termindi birinshi bolıp botanik alım G. de Friz 1901 jılı o`simliklerda tosattan ju`zege keletug`ın o`zgeriwshen`likti belgilew ushın qollag`an. Mikrobiologiyada bolsa bul termindi 1912 y. M. Beyernik bakteriya koloniyalarının` ju`zesinde payda bolatug`ınmayda koloniyalardı belgilew ushın qollang`an.
Mutatsiya DNK du`zilisindegi turaqlı nasillik o`zgeris. Mutatsiyalardın` kelip shıg`ıwı , DNK birlemshi du`zilmesindegi o`zgerisler xarakteristikası, fenotipi ha`m basqa belgileri boyınsha xarakteristika beriw mumkin. Kelib shıg`ıwına qarap ha`mme mutatsiyalar spontan (tabiiy) — tosattan, o`z-o`zinen payda bolatug`ın ha`m induktsiya qılıng`an, yag`ni
mutagenler ta`sirinde payda bolatug`ın mutatsiyalarg`a bo`linedi. Spontan (tabiiy) mutatsiyalar mikroorganizm populyatsiyasında o`z-o`zinen payda bolıp, bunda ta`sir etken mutagendi anıqlaw qıyın. Ta`biiy mutatsiyalar ju`da` kem ushıraydı. Bul mutatsiyanın` ha`m mikrobtın` tu`rine baylanıslı. Ta`biiy mutatsiyalar ha`r tu`rli sebebler ta`sirinde ha`m jag`daylarda ju`zege keliwi mu`mkin, ma`selen DNK replikatsiyası waqtında DNK – polimeraza iskerliginde payda bolg`an qa`telik (mısal ushın, timinge komplementar adenin ornına guanin yamasa tsitozinnın` sintez qılınıwı). Ayırım bakteriyalarda (E.coli, Sal.typhimurium) gen-mutatorlar bar ekenligi anıqlang`an. Ma`selen, E.coli dag`ı mutator genler spontan mutatsiyalar mug`darın 100 ma`rteden artıq ko`beytiredi.
İshek tayaqshasının` T4 fagında mutator gennin` ta`sir qılıwı molekulyar tiykarı u`yrenilgen. Bunda mutator gen DNK – polimerazanın` sintezin kontrol` etiwshi gen ekenligi anıqlandı. DNK – polimerazadag`ı mutatsiya DNK nın` replikatsiyasında qa`teler sanın ko`beytirip jiberedi ha`m na`tijede tabiiy mutatsiyalar mug`darı ha`m o`z gezeginde ko`beyip ketedi. Mutator genlar atiykarlar juplıg`ın almastırıp jiberiwi na`tijesinde tochkalı mutatsiyalar ju`zege keledi.
Mikrob populyatsiyasına fizikalıq-ximiyalıq mutagenlar ta`sir etiwi natijesinde ta`jriybe jolı menen alınatug`ın mutatsiyalar ―induktsiya qılıng`an mutatsiyalar‖ deyiledi. Mutagenler ta`sirinde mutatsiyalar 10–100000 ma`rte ko`beyedi.
Mutatsiyag`a ushırag`an genler sanı ha`m birlemshi DNK duzilisindegi o`zgerislerge qarap, gen ha`m xromosoma da`rejesindegi mutatsiyalar parıqlanadı. Gendegi mutatsiyada bir gen jaraqatlansa, xromosomadagı mutatsiyada bolsa bir neshe gen zıyanlanadı.
Tiykarlardın` almasıwı kodonlar (triplet)ti o`zgertedi, yag`ni genetik axborotlardın` ma`nisin o`zgertirip jiberedi. Bunday mutatsiyalar ―missens‖ mutatsiyalar deyiledi. Bul mutatsiyalarda bir aminokislotanın` ornına basqası sintez qılınadı. Jup tiykarlardın` almasıwı natijesinde payda bolg`an mutatsiyalar ma`nissiz kodlardı yamasa nonsens-kodon (UAA, UAG, UGA)lardı payda qılıwı ha`m mu`mkin, bularda aminokislotalardı sintez qılıw haqqında mag`lıwmat bolmaydı.
Bir jup tiykardın` qosılıwı yamasa tu`sip qalıwı na`tijesinde payda bolatug`ın mutatsiyalar kodonlar izbe-izligin o`zgertiredi. Natijede olardı oqıw ta`rtibi ha`m buzıladı. Bunday mutatsiyalar oqılıwı jıljıg`an yamasa ramkası jıljıg`an mutatsiyalar deyiledi.
Geninde tochkalı mutatsiyanı tasıwı mikroorganizmde ekilemshi mutatsiya ju`zege keliwi mu`mkin, natijada mikroorganizm o`zinin` negizgi fenotipine qaytadı. Mutant fenotipin payda qılg`an mutatsiya tuwrı, negizgi jag`dayına qaytargan mutatsiya — tiklewshi yamasa qayta mutatsiya dep ataladı. Ma`selen, tuwrı mutatsiya ATnı GTsge almasıwı na`tijesinde payda bolg`an bolsa, tiklewshi mutatsiya GTsdi ATge almasıwı aqıbetinde payda boladı. Haqıyqıy reversiyada tek g`ana fenotip tiklenip qalmastan, balki genotip ha`m o`z halına qaytadı.
Xromosoma mutatsiyalarında DNK nın` ayırım bo`limlerinde u`lken o`zgerisler gu`zetiledi. Bular bir neshe nukleotidlardın` tu`sip qalıwı (deletsiya) yamasa DNK nın` bir bo`legi 180 gradusg`a buralıp qalıwı (inversiya) yamasa DNK bo`leginin` qayta keliwi (duplikatsiya) na`tijesinde payda boladı.
Xromosomadag`ı mutatsiyalardın` payda bolıw mexanizmlerinen biri bul Is — izbe-izlikler ha`m transpozonlardı DNKnın` bir bo`leginen ekinshisine yamasa replikonnan replikong`a o`tiwi (xromosomadan plazmidag`a yamasa keri ta`sir) esaplanadı.