Тиббий биология ва генетика Тиббиёт олийгохи талабалари учун дарслик

Трансдуксия. ДНК нинг ирсиятдаги ролини вирусларнинг бактерия хужайраси ичида кўпайиши мисолида хам кўриш мумкин. Вируслар одам, хайвон, ўсимлик ва бактерия хужайраларида учрайдиган микроорганизмлардир.Бактерия хужайрасида учраб, уни емирувчи вируслар бактериофаглар ёки фаглардир. Вируслар кимёвий жихатидан икки хил моддадан, яъни ташқи оқсил қаватидан ва унинг ичида жойлашган ДНК молекуласидан иборат. Айрим вируслар таркибида нуклеин кислоталардан фақат ДНК бўлса, айримларида РНК бўлади. Кейинги йилларда геномида хам РНК, хам ДНК бўлган вируслар хам топилди. ДНК нинг ирсиятдаги ролини аниқлашда ичак бактерияси хужайрасида яшовчи Т-2 фагидан фойдаланиш жуда қулай хисобланади. Электрон микроскопда қаралганда Т-2 фагининг олти бурчакли боши ва ипсимон дум кисмлари яхши кўринади. Бош кисми ичида ДНК молекуласи жойлашган. бактерия хужайрасига ўзининг ипсимон дум кисми билан бирлашади. Дум қисмининг учида лизоцин деган фермент бўлиб, у фермент бактерия хужайра пўстини емиради. Сўнгра ўзининг ДНК сини бактерия хужайрасига киритади (31-расм). Оқсил қавати эса бактерия хужайрасининг ташқарисида қолади. Хужайра ичига кирган фагнинг ДНК си бактерия хужайрасининг нормал иш жараёнини бузади, яъни бактерия ДНК сини майда бўлакларга ажратади ва ундаги оқсил синтезланишини тўхтатади. Шундан кейин хужайрада бўладиган барча биокимёвий жараёнлар фагнинг ДНК сидаги ахборот хисобига боради ва бактерия хужайраси ичида фагнинг худди ўзига ўхшаган янги авлодлари пайдо бўлади. қисқа вакт ичида (20 минут) бир неча юзлаб янги фаглар пайдо бўлиб, бактерия хужайрасини тўлдиргач уни ёриб ташқарига чиқади ва яна бошка бактерия хужайрасига киради.
1952-йили А.Херши ва М.Чейз фагларнинг бактерия хужайраси ичида кўпайишини ундаги оксил молекуласига ёки ДНК молекуласига боғлиқлигини тажрибада аниқлаб бердилар.
32-расм. А. Херши ва М. Чейз (1952) тажрибаси бўйича фагнинг ДНК молекуласидаги ирсий ахборотнинг бактерияга ўтиши. олтингугуртнинг радиактив изотопи S35 билан тамғаладилар, чунки оқсил таркибига кирувчи метионин ва систеин аминокис-лоталарида олтингугурт бўлади (32-расм). ДНК молекуласини эса фосфорнинг радиактив изотопи P32 билан тамғаладилар. Фагдаги фосфорнинг 99% и унинг ДНК молекуласида бўлади. Фагларни юқоридаги радиактив изотоплар билан тамғалаш учун, фаглар кириши керак бўлган бактерияларни шундай радиактив изотоплар қўшилган озуқа билан озиқлантирадилар. Шундан кейин тамғаланган фагларни хужайрасида S35 ва P32 бўлмаган бактерияларга юқтирдилар. Хосил бўлган янги фаг авлодларида факат ДНК ни тамғаловчи фосфорнинг радиактив изотопи P32 сақланиб, S35 эса учрамайди. Демак, фагларнинг кўпайиши фақат ДНК га боғлиқ экан.
33-расм. Трансдуксия. риянинг иккинчи тури (2А) хам мутант бўлиб, унда гистидин аминокислотаси синтезини
бошкарувчи ген мутацияга учраган. Шунинг учун бу бактерияларни сунъий ўстиришда озукасига гистидин кўшилиши керак.
Бактерия хужайрасига тушган фаг доимо хам шу хужайрани нобуд қилавермайди. Айрим холларда фаг бактерия хужайрасига тушгач, унинг хромосомаси билан бирикиб олади ва шу хужайра бўлинганда унинг кейинги авлодларига хам ўтади. Бундай фагларга профаглар деб аталади. Хромосомасида профаг бўлган ва эркин кўпая оладиган бактерияларни лизоген бактериялар дейилади.
Бактерия билан фагнинг биргаликда бўлиш холатига, яъни уларнинг симбиозига лизогения дейилади. Лекин шароит ўзгарадиган бўлса, яъни рентген нури, ултрабинафша нурлар, кимёвий моддалар ва хоказолар таъсирида профаг бактериялар хромосомасидан ажралиб, тезда ўзи кўпая бошлайди ва бактерия хужайрасини нобуд қилади. Фаг нобуд бўлган хужайрадан соғлом хужайрага ўтаётганида нобуд бўлган бактерия хромосомасининг бирон бўлагини ўзи билан бирга олиб ўтказиши мумкин. Бу ҳодисани биринчи бўлиб 1902-йилда Н. Синдер ва Дж. Ледеберг аниқладилар.
Битта бактериялар хужайрасидан иккинчисига фаглар орқали генларнинг ўтишига трансдуксия деб аталади. Фаглар орқали иккинчи бактерия хужайрасига ўтган шу бактериянинг хросомасига бирикиб олиб унинг ирсиятини ўзгартиради. Трансдуксияни қуйидаги тажрибада кузатиш мумкин. Махсус U-симон шиша найнинг таг томонига бактериялар ўтмайдиган филтр ўрнатилади. Шу найнинг бир томонига сичқонларда тиф касаллигини келтириб чиқарувчи бактериясининг 22А, иккинчи Бактерия томонига эса 2А тури жойлаштирилади хужайралари (33- расм). Бу бактерия-Т+ гени лар бир-бирлари билан аралашмайди, чунки идиш ўртасида филтр бор. Бактериянинг 22А тури мутант бўлиб, триптофан аминокислотаси синтезини бошқарувчи гени мутацияга учраган, яъни Емирилган триптофанни синтез қила олмайди. хужайра Шу туфайли бу бактериялар сунъий Бактериофаг ўстирилаётганда уларнинг овкати-Филтр га албатта триптофан аминокислотасини қўшиш керак. Бакте Трансдуксия. риянинг иккинчи тури (2А) хам мутант бўлиб, унда гистидин аминокислотаси синтезини бошқарувчи ген мутацияга учраган. Шунинг учун бу бактерияларни сунъий ўстиришда озуқасига гистидин кўшилиши керак. Шу иккала тур бактерияларни юқорида эслатилган, ўртасида филтри бор идишда маълум вакт сунъий ўстирилгач уларни алохида-алохида идишларга кўчирилди ва 22А тур бактериялар озуқасига триптофан қўшилмаганда хам айримларининг тирик қолганлиги кузатилди. Демак, айрим бактериялар хужайрасида триптофанни синтез қила олиш қобилияти пайдо бўлиб, бу хужайралар ўзига ўхшаган бактерияларни хосил қила бошлаган. Бактерия триптофанни синтез кила олиш хусусияти шу аминокислотанинг синтезини амалга оширувчи геннинг фаг оркали 2А тур бактериядан 22А бактерияга ўтказилиши натижасида содир бўлади. Демак, фаглар ўзи яшаб турган бактерияни нобуд қилганда, унинг ДНК сини майда бўлакларга ажратиб шу бўлаклардан бирини, яъни триптофан синтезини амалга оширувчи гени бор бўлагини ўзининг ДНК сига бириктириб олиб, иккинчи бактерия хужайрасига кирганда уни шу бактерия ДНК сига бириктиради. Натижада бу бактерия хусусияти ўзгариб триптофанни синтез қила оладиган бўлиб қолади, яъни трансдуксия ҳодисаси содир бўлади. Трансдуксия фақат прокариот хужайралардагина эмас, балки эукариот хужайраларда хам топилган. Хозирги пайтда трансдуксия ҳодисасидан ген инженериясида жуда кенг фойдаланилмокда. К. Струл ва Дж. Калярон замбуруғ хужайрасидаги гистидин синтезини амалга оширувчи генни шу гени бўлмаган бактерия хужайрасига кўчириб ўтказдилар. Бу билан эукариот хужайрасининг гени бактерия хужайрасида хам ўз таъсирини юзага чиқара олишини биринчи бўлиб исбот килдилар.Трансдуксия пайтида фаг бактериядан ҳар хил генларни кўчириб ўтказиши мумкин, бу холатни умумий трансдуксия дейилади. Масалан, фаг P 22 бактерия ДНК сининг хохлаган қисмига бирикиб, у ердаги генни олиб бошқа бактерияга кўчириб ўтказа олади. Лекин кўпинча фаглар бактерия ДНК сининг фақат маълум бир жойигагина бирикади ва шу жойдаги генини ўзи билан олиб кетиб, иккинчи хужайрага ўтказади, бундай трансдуксия чегараланган трансдуксия дейилади. Масалан, лямбда фаги профаг қиёфасига ўтганда бактерия ДНК сининг фақат маълум бир жойига
бирикади ва профаг холатидан чиккач шу жойдаги геннигина кўчира олади. Лямбда фаги одатда бактерия хромосомасининг фақат Гол локусига жонлашган галактазанинг парчаланишини бошқариб турувчи генни кўчириб ўтказади.
Айрим холатларда бактерия хужайрасига кирган фаг ДНК си бактериянинг ДНК си билан бир вақтда иккиланмаслиги (репликация) мумкин. Шунинг учун хосил бўлган қиз хужайраларнинг фақат биттасидагина фаг бўлиб, иккинчисида бўлмайди. Шунга кўра бундай трансдуксияни тўлиқ бўлмаган (абортив) трансдуксия дейилади ва бундай трансдуксиялар тўлиқ трансдуксияга қараганда 10 марта кўп учрайди.