Mavzu: Gen faoliyatining boshqarilishi reja

Gen faoliyatining boshqarilishi
Genetika sohasidagi tadqiqotlar eukariot organizmlar tanasidagi barcha hujayralarda ushbu organizm turiga xos bo‘lgan diploid xromosomalar soni va ulardagi genlar majmuasi bir xilda to‘liq mavjud ekanligini ko‘rsatdi. Lekin shunga qaramasdan, organizmlar tanasidagi to ‘qimalar hujayralari o ‘zlarining strukturasi va funksiyasi bo‘yicha o ‘zaro kuchli farq qiladilar. Yana shuni ham ta ’kidlash kerakki, hatto bitta hujayra ichida oqsillar sintezining tezligi va vaqti har xil bo‘ladi. Yuqorida bayon etilgan qonuniyatlaming namoyon bo‘lishiga sabab genlar faoliyatining regulatsiyasi tufayli har bir to‘qima hujayralarida muayyan guruh genlargina faol holatda, boshqalari esa passiv holatda bo‘lishligi molekular genetiklar tomonidan isbotlangan.
Genlar faoliyatining genetik regulatsiyasi haqidagi nazariya va bu nazariyaga asoslangan oqsillaming sintez qilinishini ifodalovchi model 1961yilda fransuz olimlari F. Jakob va J. Monolar tomonidan kashf etildi (79rasm.) 
Mazkur kashfiyot prokariot organizmlar vakili ichak tayoqchasi bakteriya {E.coli) sida amalga oshirilgan molekular genetik tadqiqotlar natijasida «operon nazariyasi» nomi bilan ataldi. Ushbu nazariyaga binoan strukturaviy genlar faoliyatini regulatsiya qiluvchi genlar funksiyasiga qarab ikkiga bo‘linadi:


1. Operator geni iRNK da strukturaviy genlaming oldida joylashgan bo‘ladi. Ushbu gen joylashgan iRNK ning qismi operon deb ataladi. Operator geni strukturaviy genlar faoliyatini bevosita boshqarish funksiyasini bajaradi.


2. Regulator geni genotipning operondan boshqa qismida joylashgan b o ‘lib, operator genining faoliyatini boshqarish funksiyasini bajaradi. Mazkur gen repressor deb nom langan oqsilni sintez qiladi.
Operator geni faoliyatining namoyon b o ‘lish yoki bo‘lmasligi repressor oqsilining faol yoki passiv holatda bo‘lishligiga bog‘liq. Yangi sintezlangan sof holdagi repressor faoliyatsiz (passiv) bo‘ladi. 
Shu sababli u operator genining faoliyatini to‘xtata olmaydi. Agarda hujayrada strukturaviy genlar faoliyati natijasida sintezlanayotgan so‘nggi moddaning (rasmda D harfi bilan ifodalangan) miqdori keragicha normal bo‘lsa, repressor oqsili faol bo‘lmagan holatda bo‘ladi. Buning natijasida operator geni strukturaviy genlaming normal faoliyat ko‘rsatishini ta’min etadi. Shuning uchun «D» moddasining normal miqdordagi sintezi davom etadi. Agar hujayrada strukturaviy genlar faoliyati natijasida sintezlangan «D» moddasining miqdori keragidan ko‘payib, to‘planib qolsa, bu modda repressor bilan darrov reaksiyaga kirishib, uni faol holatga keltiradi. Faollashgan repressor operator geni bilan ulanib, u orqali «D» moddasini sintezlayotgan strukturaviy genlar faoliyatini to‘xtatib qo‘yadi. Oqibatda «D» moddasini sintezlash vaqtincha to‘xtatiladi. Hujayrada «D» moddasining zaxira qismi tugab, bu moddaning sintezlana boshlashiga zaruriyat paydo bo‘lishi bilan repressoming faoliyati to‘xtaydi. Natijada operator geni yana strukturaviy genlar faoliyatini tiklaydi. «D» moddaning sintezlanishi yana boshlanadi.Shunday qilib, hujayrada joylashgan genetik qurilmaregulator va operator genlar m a’lum strukturaga ega bo‘lgan oqsilning sintez qilinishini boshlash yoki to‘xtatish zarurligini ifodalovchi induksiya va repressiya signallarini qabul qilish va unga samarali javob berish xususiyatiga ega ekanligi isbotlandi. Strukturaviy genlarning oqsilni sintez qilish funksiyasini regulatsiya qilish jarayoni mukammal o‘zinio‘zi boshqarish prinsipiga asoslangan molekular genetik tizim hisoblanadi. DNK molekulasidan m a’lum sifatga ega bo‘lgan oqsilning sintezlanishi haqidagi irsiy axborotning realizatsiyasi hujayrada mavjud ushbu oqsil miqdori va unga zaruriyat haqidagi axborotning o ‘z navbatida DNKda sodir bo ‘luvchi iRNK transkripsiyasiga ta ’siri orqali boshqarilishligi ko‘rsatilgan.Jakob va Mono tomonidan strukturaviy genlar faoliyatining regulatsiyasi haqidagi nazariya va model yaratilgandan keyin bu sohaga oid yana muhim yangi dalillar olindi. Bu dalillarga binoan DNKning polinukleotid zanjirida operator genining yonida promotor deb atalgan nukleotidlar tartibi mavjud. Promotor quyidagi uchta funksiyani baja­radi:
1) DNKning promotor joylashgan joyiga RNKpolimeraza fermenti ulanib, shu yeming o ‘zida struktura genlari joylashgan iRNK sintezi boshlanishini ta’min etadi.
2) Promotor tarkibidagi nukleotidlar tartibi DNK molekulasidagi ikkita polinukleotid zanjiridan qaysi biri o ‘ziga RNKpolimerazani Iulashligini aniqlaydi. Shunday qilib, DNKning qaysi polinukleotid E zanjiri iRNKning sintezi uchun andozalik vazifasini bajarishligipromotorga bog‘liq,

3) Transkripsiya, translatsiya jarayonlarining yakunlanganligini UAA, UAG, UGA tripletlari belgilaydi.Bu m a’lumotlarga asoslanib, kengroq ma’nodagi operon tushunchasiga promotor, genoperator va strukturaviy genlar kiradi. Molekular genetikada transkripsiya natijasida sintezlangan iRNK ni transkripton, replikatsiya orqali hosil bo‘lgan DNK lami replikon, xromosomani esa segregon, ayrim genlami sistron deb ham yuritiladi.

Eukariot organizmlarda ham genlar faoliyatining regulatsiyasi haqidagi JakobMono ta ’limotida bayon etilgan qonuniyatlaming asosiylari namoyon boTadi. Lekin ularda genlar faoliyatining regulatsiyasi prokariotlarnikiga nisbatan juda murakkab kechadi. Bu jarayon eukariotlarda shu vaqtgacha to ‘liq tadqiq qilib tugatilmagan. Hozirgacha olingan dalillarga binoan eukariot organizmlarda genlar faoliyatining regulatsiyasi prokariotlarnikidan quyidagi belgilari bilan tafovutlanadi:
1) Prokariotlarda bitta iRNK operonida bitta operator geni va bir nechta strukturaviy genlar kodiga ega bo‘ladi. Eukariot organizmlarda esa iRNK strukturasida kodlangan operon bitta regulator geni bitta strukturaviy gen irsiy axborotiga ega bo‘ladi.
2) Eukariotlarda prokariotlardagi kabi ayrim hujayra doirasidagi genlar faoliyati regulatsiyasidan tashqari, butun organizm doirasida faoliyat k o ‘rsatuvchi genlar majmuasi faoliyatining regulatsiyasi ham mavjud.

3) Prokariotlarda transkripsiya va translatsiya jarayonlari ketmaket amalga oshadi. Eukariotlarda esa transkripsiya va translatsiya jarayonlaridan tashqari ulaming orasida uchinchi jarayon splaysing va protsessing hodisasi kechadi. Buning natijasida oldin yadroda preR N K sintezlanadi.

4) Eukariotlarda to‘qima hujayralarining differensiatsiyasi va organlarning rivojlanishini ta’minlovchi genlar faoliyatining regulatsiyasiga gormonlar ta’siri kuchli boTadi. Sutemizuvchilarda esa bu jarayonga jinsiy gormonlar ham o‘z ta’sirini ko‘rsatadi.
5) M olekular genetika dalillarining k o ‘rsatishicha, eukariotlardagi genlar faoliyatining regulatsiyasiga xrom osom a tarkibidagi giston va giston b o ‘Iraagan o q siilar ham t a ’sir k o ‘rsatadi. Gistoniar, ayniqsa, HI gistoni genlar faoliyatini to ‘xtatishligi, giston bo’lmagan oqsillar esa, aksincha, genlar faoliyatim ng nam oyon b o ‘lishiga ta ’sir etadi.Kelgusi avlodga zigota hosil bo‘lishi orqali berilgan genetik axborotning organizmlar ontogenezi davomida belgi va xususiyatlar fenotipshaklida namoyon bo‘lish qonuniyatlari mukammal «Ontogenezning genetik asoslari» bobida bayon ctiladi.