Тиббий биология ва генетика Тиббиёт олийгохи талабалари учун дарслик

ЖАРОХАТЛАНГАН ДНК МОЛЕКУЛАСИНИНГ ТИКЛАНИСИ

ДНК молекуласининг бир бутунлиги ва турғунлиги ундаги узилган жойларнинг (жарохатининг) тикланиши (репаратсия) хисобига амалга оширилади. Репаратсия пайтида ДНК молекуласидаги узилган жойлар тикланади ва ўз холатига қайтади. ДНК молекуласининг тикланиши ултрабинафша нурлари таъсирида ёруғлик ёки қоронғида, яъни ёруғлик нурлари иштирокисиз бориши мумкин.

Ёруғликда ултрабинафша нурлар таъсирида бўладиган тикланишга фотореактиватсия дейилади. Ёруғликда ДНК молекуласининг тикланишини биринчи бўлиб 1949-йили А. Келнер ва Р. Дулбекколар исбот килдилар. Улар хужайрани дастлаб тўлкин узунлиги 260 нм бўлган нур билан нурлантириб, ДНК молекуласида узилишлар хосил қилдилар. Шундан кейин бу хужайраларни тўлқин узунлиги 300-600 нм бўлган ултрабинифша нури билан нурлантириб, биринчи нур таъсирида хосил бўлган ДНК молекуласидаги узилишларни иккинчи нур ёрдамида ёқотдилар. Яъни ДНК нинг узилган жойлари тикланди. ДНК молекуласининг бундай йўл билан тикланиши кейинчалик ёруғлик нурлари таъсирида тикланиш ёки фотореактиватсия деб аталади. Ёруғликда тикланиш ферментли жараён бўлиб, дезоксирибопиримидинфотолиаз ферменти иштирокида амалга оширилади. Барча организмларда учрайдиган бу ферментни 1958-йили К. Руперт топган. Ултрабинафша нур таъсирида ДНК молекуласида фотокимёвий ўзгарш содир бўлиб, битта занжирда қўшни жойлашган иккита тимин ўзаро боғ хосил килиб боғланади ва тиминнинг димери (кўшалоғи) хосил бўлади. Иккита тиминнинг ўзаро бундай кўшилиши ДНК структурасини ўзгартиради. Фотореактиватсия пайтида, яъни хужайрага ёруғлик нури таъсир килганда тиминнинг димери мономерларга ажралиб кетади ва ДНК структурасининг нормал холати тикланади. Демак, фотореактиватсия пайтида тиминнинг димери ёқолади. Фотореактиватсияни фақат ултрабинафша нур билан нурлантирилиб, ДНК сида ўзгариш (мутатсия) хосил бўлган хужайрага яна шундай нурни таъсир эттирилганда кузатиш мумкин. Биринчи нурланишда тиминнинг димери хосил бўлиб, иккинчи нурланишда эса бу ўзгариш ёқолади ва ДНК нинг ўз холати тикланади. Фотореактиватсиядан кейин ДНК даги ўзгаришнинг 90% и тикланади. Ёруғлик нурлари иштирокисиз, ДНК молекуласидаги жарохатнинг тикланишига қоронғулик репаратсияси дейилади.
Коронғуликда бўладиган тикланиш барча мутаген (физик, кимёвий, биологик) таъсирлардан кейин коронғида, яъни ёруғлик нури иштирокисиз содир бўлади. ДНК молекуласида бўладиган бу тикланишни ДНК синтезидан олдин хам, синтездан кейин хам кузатиш мумкин.
ДНК молекуласидаги жарохатнинг ДНК синтезидан олдин тикланиши яъни экссизион тикланиш тўртта боскичда боради.
Биринчи боскичда ДНК молекуласидаги ўзгарган жой топилади. Бу жойни эндонуклеаза ферменти топади ва ўзгарган жойга яқин жойдан ДНК молекуласини узади. Хужайрада йигирмага якин хар хил эндонуклеаза ферментлари бор, хаммаси хам ДНК ни ундаги жарохатга яқин жойидан узади. Иккинчи боскичда, узилган ДНК бўлагини ДНК дан ажратилади. Бу вазифани бошка фермент, яъни экзонуклеаза ферменти амалга оширади. Узилган бўлакни ДНК дан ажратилгач, ДНК молекуласида очиқ жой пайдо бўлади. Уч хил экзонуклеаза ферментлари бўлиб, барчаси хам узилган бўлакчани ДНК молекуласидан ажрата олади. Учинчи боскичда, ДНК полимераза ферменти ёрдамида узилишдан хосил бўлган очиқ жой тикланади. ДНК занжиридаги бутун ип қаршисидаги узилган жой ўрнида ипга мос келадиган ипча хосил бўлади. Полимеразаферментининг хам бир неча хили маълум. Тўртинчи боскичда, лигаза ферменти ёрдамида ДНК нинг углевод фосфат таркиби тикланади. ДНК даги узилган жойларнинг лигаза ферменти иштирокида уланиши билан ДНК молекуласининг тикланиши тугайди. ДНК полимераза-И ферменти ДНК даги кискарок узилган жойларни яъни 30 нуклеотидгача бўлган кисмини, ДНК полимераза-ИИ ферменти эса каттарок кисмни, яъни 100-500 нуклеотиддан иборат бўлган қисмини янгитдан тиклайди. ДНК синтезидан кейинги тикланиш хам ДНК нинг битта ипидаги узилишнинг тикланиши билан боради. Агар ДНК синтезидан олдинги даврда бўладиган тикланишда ДНК молекуласидаги узилиш ўзгарган бўлакнинг ажралиши натижасида содир бўлса, ДНК синтезидан кейинги тикланиши эса ДНК нинг узилган ипи асосида синтез килинган янги ДНК ипининг бузилишида хосил бўлади. Натижада, ДНК занжирининг ўзгариши (жарохати) бор жойининг рўпарасида шу ипдан хосил бўлган ДНК молекуласининг иккинчи занжирида хам узилиш содир бўлади. ДНК синтезидан кейинги тикланишда ДНК иплари ўзаро алмашиши мумкин (63-расм).
ДНК занжирида иккиланиш бўлгандан кейин дастлабки ип (ингичка қилиб чизилган) билан кейин хосил бўлган(ёғон қилиб чизилган) орасида алмашинув бўлади. Натижада кейин хосил бўлган ипнинг узилган жойлари дастлабки ипнинг қисмлари
хисобига тикланади (тўлдирилади). Дастлабки ипдаги узилган жойлар эса шу жойга мос келган ва бутун бўлган кейинги ип хисобига тикланади.
63-расм. Жарохатланган ДНК молекуласининг тикланиши: А - фотореактиватсия; Б - экссизия; Д – иккиланишдан Кейинги тикланиш.
ДНК молекуласининг бу усулда тикланиши 3 хил тезликда боради:
1) ўта тезликда тикланиш, мутаген таъсир этгандан кейин 2 минут ичида амалга оширилади ва шу ёлда, ДНК да узилган жойларнинг 75% и тикланади;
2) иккинчи тезликда бўладиган тикланиш эса 10 минутча давом этади ва ўта тезликда тиклана олмай колган қисмларнинг 90% и тикланади;
3) учинчи тезликда тикланиш жуда секин боради ва у 40-60 минут давом этади.Организмда тикланиш системаси геномнинг бир бутунлигини таъминлаб туради. Тикланишда қатнашадиган ферментлар ишининг сусайиши оқибатида спонтан мутатсияларнинг сони кўпаяди. Аксинча, ферментлар фаоллигиорганизмниатроф-мухитнинг мутаген таъсирларига чидамлилигини оширади.ДНК молекуласидаги узилган жойнинг тикланиши организмнинг ўзгараётган атроф-мухит шароитигамослашишида жудакатта ўрин тутади. Айникса, қишлоқ хўжалигида ишлатиладиган захри котиллар кўп ишлатиладиган туманлардаги ёввойи хайвонларда бу хусусият яққол сезилади. Пахта далаларидан тутилган дала сичконларида ДНК молекуласинингтикланишжараёни лаборатория сичқонларига караганда анча юқоридир.