In vivo usullari yordamida mikroorganizmlar shtammlarini yaratish 1. Dnk ni tekshirish. 2.DNK replikasiyasi (ikkita bulishi) 3.DNK reparasiyasi. 4.Rekombinasiya. 5. Rekombinasiya. 6. Genetik kod. 7.Transkrepsiya. 8.Translyasiya. DNK komponentlari va birlamchi strukturasi. Nuklein kislotalari kimyoviy birikkan nukleotidlardan, ya’ni Polionukleotidlardan iborat. Xar bir nukleotid uglerod va azotning geterosiklik aylanasi ( azot asoslari), bosh uglerodli shakar aylanasi (pektoza) va fosfor guruxidan iboratdir. Tarkibi azotdan iborat bulgan aylana ( kolso), nukleotidlarda yakin karindoshlik alokasi bo`ladi. Sitozin (U) timin (T) va urasil (U) pirimidin asosi deyiladi. Guanin (G) va Adenin(A) kurik asosidan iborat. Nukleotid tarkibiga kirgan pektoza V-D riboza yoki V-D-q- dizoksiribozaning birontasini tarkibiga kiradi. Tarkibida ribozalar bulgan nukleotidlar ribonukleotidlar deb, uning monomeri RNK, tarkibi dezoksiriboza nukleotidlaridan iborat bulganlari DNK deyiladi. DNK replikasiyasi (ikkita bulishi). Genetik materriallarni asosiy xususiyati avloddan-avlodga utishdir. Buning uchun xar bir hujayra navbatdagi bulinishga utishi uchun DNK ikkitaga ajralishi kerak. Uning natijasida yangi xosil bo`ladigan hujayra uzining otalik va onalik hujayralaridagidek genetik informasiyaga ega bulishi kerak. Uz-uzidan xosil bulish jarayoni replikasiya ( ikkitaga ajralish) deyiladi. Replikasiya tirik organizmlarni kupayishi asos bo`ladi. DNK - polimeraza fermenti DNK ikkiga bulinishini tezlatadi. Propariot va eukariotlarni replikasiyasi bir-biriga uxshash bulishiga karamasdan eukariotlar replikasiyasi bir necha ming marta tez bo`ladi. Nuklein kislotalar yuqori molekulali birikmalar bulib, juda katta molekulyar ogirlikka ega. Tirik organizmlardagi irsiy belgilarning nasldan – naslga utishi, oqsillar biosintezi kabi xayotiy muxim prosesslar nuklein kislotalarning faoliyati bilan boglik. Shuning uchun xam keyingi yillarda nuklein kislotalarni urganishga aloxida e’tibor berilmokda. Nuklein kislotalarni bundan 100 yil ilgari shveysariyalik olim Fridrix Misher aniklagan. Bu kislotalar birinchi marta hujayra yadrosidan ajratib olinganligi sababli nuklein (nukleus – yadro) deb atalgan. Nuklein kislotalar uta kislotalik xususiyatiga ega kup kismi bilan birikkan xolda bo`ladi. Nuklein kislotalar uziga xos fermentlar, kislotalar, ishkorlar va boshqa ximiyaviy birikmalar ta’sirida oddiy struktura birliklariga parchalanadi. Bu struktura birliklariga azot asoslaridan purin va pirimidin asoslari, uglevod komponentlaridan riboza va dezoksiriboza xamda fosfat kislota kiradi. Purin asoslari Nuklein kislotalar tarkibida ikki xil purin asoslari, ya’ni adenin va guanin uchraydi. Bu birikmalar molekulasi pirimidin va imidazal halqasidan tashkil topgan purinning xosilalari xisoblanadi: Pirimidin asoslari Pirimidin asoslarining xammasi pirimidin birikma xosilasidir. Nuklein kislotalar tarkibida pirimidin asoslaridan sitozin, urasill, timin, 5 – metilsitozin uchraydi.Azot asoslari xamda uglevod komponentlarining birikishidan xosil bulgan birikmalar nukleozidlar deb ataladi. Purin asoslari xosil kilgan nukleozidlar «ozin» kushimchasini oladi. Masalan, adenozin, guanozin va xokazo. Dezoksiriboza bilan birikishidan xosil bulgan nukleozid esa dezoksiadenozin, dezoksiguanozin deb ataladi. Pirimidin asoslari xosil kilgan nukleozidlar esa «idin» kushimchasini oladi: uridin, timidin va xokazo. Nukleozidlarni xosil kiluvchi azot asoslari va uglevodlar bir – birlari bilan glikozid boglar orkali birikadi. Bunda glikozid bog uglevod komponentlarining birinchi S – atomi bilan pirimidin asosidagi tukkizinchi №_ atomi orkali birikkan bo`ladi.Glikozid boglar kislotalar ta’sirida osonlik bilan parchalanadi, ishkoriy sharoitda esa birmuncha turgun bo`ladi. Nukleotidlarga bir molekula fosfat kislota kushilsa, yanada murakkabrok birikmalar – nukleotidlar xosil bo`ladi. Nuklein kislotalarni ishkorlar yordamida gidroliz kilish orkali nukleotidlar olish mumkin. Nukleotidlar tarkibidagi birikmalar kuyidagi tartibda joylashgan: purin yoki pirimidin asosi – uglevod komponenti – fosfat kislota. Nukleotidlarning nomi ular asosining nomiga kislota suzini kushish bilan xosil kilinadi. Masalan, adenilat kislota, guanilat kislota va xokazo. Nukleotidlar nuklein kislotalar molekulasini tashkil kiladigan elementar birlik xisoblanadi.Boshqa nukleotidlar xam yukoridagi nukleotidlarga uxshash tuzilgan. Tarkibida riboza tutuvchi nukleotidlar ribonukleotid, dezoksiriboza tutuvchi nukleotidlar dezoksiribonukleotidlar deb ataladi. Nuklein kislota molekulalari nukleotidlarganing polimerlanish natijasida xosil bulgan polinukleotidlar zanjiridan iborat. Bu kislotalarning ‘ar bir turiga xos bulgan yuzlab, minglab, mononukleotid uzaro birikib, juda yirik polinukleotid, zanjirlar xosil kiladi. Shunday kilib, nuklein kislotalar ximiyaviy tuzilishiga kura poliribonukleotidlar (RNK) va polidezoksiribonukleotidlar (DNK) dan iborat. Nuklein kislotalar molekulasidagi nukleotidlar koldigi bir – bir bilan fosfat kislota vositasida birikkan. Fosfat kislota xar doim bir nukleotid tarkibidagi riboza (dezoksiriboza)ning beshinchi S – atomi bilan boglangan bo`ladi. Buni kuyidagi sxemadan kurish mumkin. Nuklein kislotalarning molekulyar ogirligiga karab tarkibidagi nukleotidlar soni xar xi bo`ladi. Agar nukleotidning urtacha molekulyar ogirligi 330 ga teng bulsa, yirik molekulali DNKning polikondensasiya koeffisienti bir necha un mingga teng bo`ladi. RNK va DNK zanjirlarining kiskacha struktura tuzilishi 7 rasmda kursatilgan. Tayanch suz va iboralar: 1.Nukleus;2.Nuklein kislota; 3.Nukleozid; 4.Nukleotid; 5.Ribonukleotid; 6.DNK;7.Guanin;8.Sitin;9.Spesifiklik koeffisienti;10.Chargafor koidasi;11.RNK. Xromosomalar 90-92 foiz nukleoproteidlardan iborat. Nukleoproteidlar yuqorida qayd qilinganidek, dezoksiribonuklein kislota - DNK, giston yoki protamin oqsillardan tashkil topgan. Xromosomalar tarkibida bulardan tashqari ribonuklein kislota - RNK, kam migdgrda kalsiy,magniy, temir ionlari va giston bo’lmagan oqsillar ‘uchraydi. DNK ning tuzilishi V-afunksiyasi I*’biopolimer bo’lib, faqat odamdagina emas, balki barcha eukariotlarda, shuningdek, prokariotlarda irsiy axborot saqlovchi san aladi. DNK molekulasining dastlabki modeli 1953 yili Dj.Uotson va F.Krik tomonidan yaratilgan. Ana shu modelga binoan DNK molekulasi qo’shqavat spiraldan tashkil topgan biopolimerdir. Uning monomeri bo’lib nukleotidlarr sanaladi. Har’bir nukleotid azotli asos, dezoksiriboza uglevodi, fosfat kislota qoldig’idan tashkil topgan. Nukleotidlar tarkibidagi azotli asoslar bir-biridan farqlanadi. Azotli asoslar tort xil bo’lib, ular adeninguanin purin azotli asoslari, sitozintimin pirimidin azotli asoslari deb nomlan adi. Nukleotidlar DNKning bir- biriga qarama-qarshi bo’lgan spiralida komplementarlik tamoyili asosida, ya’ni, adenin qarshisida timin, guanin qarshisida sitozin joylashgan (11-rasm). Fosfat kislota qoldig’i spiralning tashqi, azotli asoslar esa ichki qismidan o’rin olgan. DNKning qo’shqavat zanjiri bir-biri bilan azotlii asoslar o’rtasidagi vodorod bog’lanishlar orqali birikkan bo’ladi. DNK modelini yaratishda Chargaff kuzatishi hal qiluvchi ahamiyatga ega bo’ladi. Uning kuzatishicha, DNKdagi guanin miqdori sitozinga, adeninniki esa timin miqdoriga teng. Boshqacha gilib Chargaff qoidasini AqT; GqC yoki ‘ ____ A+G q 1 teng deb izohlan adi. C+T Nukleotidlar bir-biri bilan bir pentozning 51 uglerod o’rni va ikkinchi pentozning 31 uglerod o’rnini fosfat guruhi orqali birikishi tufayli bog’lanadi. Bunda hosil bo’lgan DNKning uglevod-fosfat ko’prigi 51 - 31 bog’lanishda bo’ladi. DNKning ikkinchi spiralida nukleotidlar pentozalar bir-biri bilan 31-51 yo’nalishda bog’lanadilar. Genetik axborot nukleotidlarining 51 - 31 yo’nalishda joylashganligi sababli uni ma’noli, ikkinchi spiralning ya’ni nukleotidlar 31 - 51 yo’nalishda joylashganlarini ma’nosiz DNK deb nomlanadi. DNKning ma’nosiz zanjirini ma’noli zanjirning shikastlangan bo’laklarini tiklashda muhim rol o’ynaydi. Binobarin, DNKning bir zanjiridagi nukleotidlarning ketma-ket joylanish tartibini ikkinchi z:)-njirdagi nukleotidlarning joylashish tartibi belgilab beradi. S lh ~t }nday qilib, DNK zanjiridagi nukleotidlarning ketma-ketli.,,+ +_iirbiriga anti parallel va komplementardir. DNK reparatsiyasi. Odam va boshqa organizmlarnir,;; ::ar qanday hujayrasida, muhitning turli omillari ta’sirida DNK da har kuni minglab tasodifiy o’zgarishlar sodir bo’ladi. Lekin shunga qaramay yil davomida DNKdagi nukleotidlar ketma- ketligida, juda oz miqdorda o’zgarish kuzatiladi. DNKdagi azotli asoslar almashishining mingdan birida mutatsiya ro’y beradi. DNKda sodir bo’lgan boshqa hamma «shikastlanish» o’zgarishlar DNK reparatsiyasi (lotincha reparatio - tiklash) tufayli o’ng’ayiik bilan bartaraf etiladi. Reparatsiya mexanizmi, ya’ni DNKdagi shikastlangan, o’zgargan bo’lakni «davolash» DNKning genetik axborotini qo’shaloq zanjirning har birida bo’lishlik tamoyiliga asoslanadi. Reperatsiya jarayoni uch bosqichni qamrab oladi: 1. DNKning shikastlangan joyi DNK reperatsiya nukleaza fermenti yordamida aniqlanadi va yo’qotiladi. Oqibatda DNK spiralini shu joyida «teshik» hosil bo’ladi. 2. DNK polimeraza va glikozilaza fermentlari qarshidagi butun DNK zanjiridagi axborotga asoslanib, nukleotidlarni biri bilan ikkinchisini biriktirib, teshilgan joyni berkitadi. 3. DNK - ligaza fermenti teshik o’rnini egallagan nukleotidlarni, ularning har ikki yonidagi nukleotidlar, bir-biriga <<tikadi>> va molekula tiklanishini payoniga yetkazadi. Agar reperatsion sistema ishdan chiqqan bo’lsa, mutagenez ko’payadi. DNK replikatsiyasi. DNK molekulasining o’z-o’zidan ikki marotaba ko’payishi DNK replikatsiyasi (lotincha replicare - o’zini ko’paytirish) deb ataladi. DNK replikatsiya jarayonining asosiy mohiyati avlodlarni aniq genetik axborot bilan ta’minlashdan iborat. Odatda, DNKdagi irsiy axborot uning tuzilishida mujassamlashgan. DNK molekulasi qo’shqavat zanjirdan tuzilganligi sahabli, uning har bir zanjiri avtomatik ravishda yetishmagan zanjirni tiklash uchun axborot zamini sanaladi. 1957 yili Delbruk va Stent DNK replikatsiyasi to’g’risida uch xil ilmiy taxminlarni ilgari surdilar. Bu ilmiy taxminlar turg’un, yarim turg’un, dispersion farazlar deb ataladi. Turg’un ilmiy farazga binoan qo’sh spiralli DNK molekulasi yangi DNK molekulasining sintezi uchun qolip rolini o’ynaydi. Binobarin, turg’un ilmiy farazga ko’ra DNK qo’shqavat spiralini saqlagan holda yangi DNK molekulasi hosil’ qiladi. Oqibatda ikki bo’lingan hujayra biri oldingi DNK molekulasini, ikkinchisi yangi sintezlangan DNK molekulasini oladi. Yarim turg’un ilmiy faraz bo’yicha DNK qo’shqavat spirali bir-biridan ajraladi va komplementarlik qonuniga ko’ra har ikki spiral o’zining yo’qotgan zanjirini tiklaydi. Binobarin, sintezlangan ikki DNK molekulasini bir zanjiri eski, ikkinchisi yangi san aladi (13-rasm). Dispersion replikatsiya ilmiy faraziga binoan boshlang’ich DNK uzunligi har xil bo’lgan bo’laklarga ajraladi va ularning har biri yangi qo’shqavatli DNK molekulasini sintezlash uchun qolip vazifasini o’taydi. So’ngra ana shu bo’laklar o’zaro birikib, yaxlit DNK molekulasini hosil qiladi. Keyinchalik M. Mezelson va F. Stal avtoradiografik usul yordamida yarim turg’un ilmiy faraz barcha eukariot organizmlar shu jumladan, odamda va ko’pchilik prokariotlarda o’z tasdig’ini topganligini ma’lum qiladilar. Faqat viruslarning ayrim xillarigina dispersion va turg’un ilmiy farazlarga binoan nuklein kislotani replikatsiya qilish mumkinligi aniqlandi. 1955 yili A. Kornberg va uning hamkasblari DNK replikatsiyasini ta’minlaydigan fermentni ixtiro qildilar va uni polimeraza deb nomladilar. Polimeraza fermenti komplementar nukleotidlarni -boshlang’ich DNK spiraliga yig’adi. Masalan, boshlang’ich spiralda A-nukleotid joylashgan bo’lsa, uning to’g’risida T- nukleotidini, boshlang’ich spiralda G-nukleotidi bo’lsa, uning qarshisida S- nukleotidini o’rnatadi. Polimeraza fermentlari DNK qo’sh zanjiridagi har bir zanjir nukleotidlarini ajratish funksiyasini ham bajaradi. Demak, DNK polimeraza fermenti DNK ning qo’shqavat zanjirini ikkiga ajrata olish va qayta tiklash funksiyasini o’taydi. DNK tuzilishi va funksiyasini bilish irsiy axborot uzatish bilan aloqador genetik jarayonlar mohiyatini anglashda muhim o’rin tutadi. DNK hujayra yadrosida joylashganini, aminokislotalardan oqsil molekulasining sintezlanishi esa si- toplazmada ro’y berishligini e’tiborga olinsa, bu jarayonda DNK molekulasi oqsil biosintezi uchun bevosita <<qolip>> vazifasini o’tay olmasligi ma’lum bo’ladi. Boshqacha qilib aytganda, DNKdagi genetik axborot qandaydir oraliq molekulaga uzatilishi, u esa o’z navbatida ana shu axborotni sitoplazmaga tashishi va polipeptid zanjirni sintez qilishda qatnashishi mumkin, deb taxmin qilish lozim. Bunday taxmin birinchidan, ko’p oqsil sintez qiladigan hujayralarda ko’p RNK borligiga, ikkinchidan, DNK va RNKning uglevod-fosfat «skelet»ini o’zaro o’xshashligiga asoslanadi. Bunday oraliq molekula RNK bo’lishi mumkinligini DNKning tuzilishi qo’shaloq spiraldan iborat ekanligi aniqlangandan so’ng ma’lum bo’ldi. Modomiki shunday ekan, u holda, DNKning bir zanjirida RNK molekulasi sintezlanishi tabiiy bir hol. RNK ning tuzilishi va funksiyasi. Ribonuklein kislota-RNK tuzilishi ko’p jihatdan DNK tuzilishiga o’xshasada, ba’zi bir belgilari bilan undan tubdan farq qiladi. Avvalo, RNK tarkibida uglevodlardan dezoksiriboza emas, balki riboza borligini qayd etish kerak. RNK tarkibida xuddi DN K tarkibi singari azotli asoslardan adenin, sitozin uchrasa ham timin o’rnida uratsil borligini ko’rsatib o’tish lozim. DNK qo’sh zanjirli bo’lgani holda, RNK yakka zanjirlidir. Hujayrada o’z tuzilishi va funksiyasi bilan farqlanuvchi uch xil ribonuklein kislota bor. Ular ribosoma r-RNK, informatsion - i-RNK va transport -- t-RNK dan iborat. Uch xil RNKning hammasiRNK polinmeraza fermenti ishtirokida DNK matritsasida sintez lanadi. Ribosomal RNK hujayradagi barcha RNK ning 80 foizga yaqinini tashkil etadi. Ribosomal RNK yadrochada sintezlanadi va oqsil molekulalari bilan bog’lanib, xomaki ribosoma holatida sitoplazmaga chiqariladi va u yerda voyaga yetib ribosomalar hosil qiladi. t-RNK quyi molekulalar massaga ega bo’lib, 75-85 nukleotiddan tashkil topgan. U beda bargi tipidagi ko’rinishda bo’ladi. t-RNK ribosomalarga aminokislotalar tashish vazifasini o’taydi. Har bir aminokislota alohida t-RNK ga ega (14-rasm). Binobarin, t-RNK 20 xildir. Ularning har birida ma’lurn arninokislntani biriktira oladigan antikndon vazifasini o’taydigan maxsus triplet mavj ud. Ribonuklein kislotalarning ichinchi xili I - RNK bo’lib, uning asosiy vazifasi DNK dagi ax- borotni sitoplazmaga ko’chirishdir. I-RNK hujayradagi ribonuklein kislota umumiy miqdorining 1,5-2,0 foizini tashkil etadi. DNKda sintezlangan dastlabki i-RNK tarkibida «axborotli», «axborotsiz» qismlar uchraydi. Dastlabki i-RNK yadro membranasidan sitoplazmaga o’tish mobaynida uning «axborotli» ekzon va axborotsiz intron qistnlari bir-biridan ajraladi, so’ngra axborotli qismlar o’zaro birikib, i-RNK faqat axborotli qismlarga ega bolgan holatda sitoplazmaga o’tadi. Bu jarayon splaysing deb ataladi. Uzun i-RNKdan kalta i-RNK hosil bo’lishi esa protsessin deyiladi. Hujayradagi organik moddalar orasida o’z miqdori va ahamiyati jihatidan birinchi o’rinni oqsillar egallaydi. Hayvonlarda hujayraning quruq moddasining 50 foiziga yaqini oqsillarga ;o’<;’ri keladi. Odam organizmida bir-biridan, shuningdek boshqa organizm oqsillaridan farqlanuvchi 5 mlnga yaqin oqsil molekulalari mavjud. Oqsillar shunchalik xilma-xil va murakkab tuzilishiga qaramay, atigi 20 xil aminokislotalardan tuzilgan. Hujayrada oqsillar o’z-o’zidan sintezlanmaydi. Ularning sintezlanishida DNK molekulasi yetakchi rol o’ynaydi. Chunki, DNK molekulasida oqsil molekulasining birlamchi strukturasini belgilovchi irsiy axborot joylashgan. Hujayrada oqsil mole- kulasi sintezlanishi uchun strukturasida aminokislotalarning qanday izchillikda joylashganligi to’g’risidagi DNKdagi irsiy axborot ribosomalarga uzatilishi lozim. Genetik kod - bu nuklein kislotalar molekulasida irsiy axborotni nukleotidlar ketma-ketligida berilishidan iborat. Genetik kod aniqlanguncha irsiy axborot qanday berilishi noma’lum bo’lib keldi. Genetik kod tilsimi aniqlangach, hujayrada oqsil sintezi qanday ro’y berishi dastlab 1954 yili G.Gamov, keyinchalik F.Krik, S.Brenner, M.Nirenberg hamda G.Matteylar tomonidan aniqlandi. Bu olimlarning kashfiyotiga ko’ra dezoksiribonuklein kislota o’zidagi irsiy axborotni oqsil molekulasini sintez qilish orqali avloddan-avlodga beradi. Modomiki shunday ekan, u holda hujayradagi ikki yirik biopolimer DNK va oqsillarning monomerlari orasidagi aloqa to’g’risida mushohada yuritmoq zaruriyati tug’iladi. O’tilgan mavzudan oqsil monomerlari 20 xil aminokislotalardan, nuklein kislotalar monomerlari 4 xil nukleotidlardan tashkil topganligi sizga ma’lum. Biz, agar, oqsil tarkibidagi har bir monomeri, ya’ni aminokislota nuklein kislotaning bir monomeri ya’ni nukleotidi ishtirokida oqsil tarkibiga . kiritiladi, deb faraz qilsak, u holda 4 aminokislota kodlanib, 16 aminokislota kodsiz qolgan bo’lar edi. Agar har bir aminokislota kodi 2 ta nukleotiddan iborat deb tasavvur etsak, u holda 16 aminokislota kodlangan 4 aminokislota kodianmagan bo’lar edi. Demak, aminokislotani belgilovchi eng kichik <<so’z>> uchta harf-nukleotiddan iborat bo’lmog’i kerak. Unda tripletlarning varianti 64 taga yetadi. Agar har bir aminokislotani oqsil tarkibiga kiritish uchun bitta triplet kerak bo’lsa, u holda 44 ortiqcha triplet qoladiku degan muammoni yechish uchun olimlar tajriba o’tkazdilar. 1961 yili M.Nirenberg va G.Mattey uratsil nukleotidlar tripleti yordamida fenilalanin aminokislotasidan tashkil topgan i-RNKni sintezlashga muvaffaq bo’ladilar. Dunyo olimlarining olib borgan shijoatli izlanishlari tufayli 1965 yilga kelib genetik kodning barcha tilsimi ma’lum bo’ldi. Aniqlanishicha, genetik koddagi aminokislotalardan metionin, triptofan bittadan, fenilalanin, lizin, glu-tamin, glitsin har biri ikkitadan, izoleytsin uchtadan, treonin, arginin, alanin to’rttadan, leytsin, serin esa oltitadan kodga ega ekanligini ko’ramiz. UUA, UAG, UGA kabi tripletlar aminokislotalarni kodlashda qatnashmaydi. Ularni terminator kodonlar deb atashadi. Chunki, ular polipeptid zanjir sintezi tugallanganligini bildiradilar. I z o h: Fen - fenilalanin, Ley - leytsin, Ile - izoleytsin, Metmetionin, Val - valin, Tir - tirozin, Gis - gistidin, Gln - glutamin kislota, Liz - lizin, Asn - asparagin, Glu - glutamin, Sis - sistein, Tri - triptofan, Arg - arginin, Ser - serin, Gli - glitsin, Pro - prolin, Tre - treonin, Ala - alanin. Terminator - polipeptid zanjir sintezi tugallanganini ifodalaydi. Oqsil biosintezi. Eukariotlarda DNK hujayra yadrosida joylashgan, oqsil molekulalari esa sitoplazmadagi ribosomalarda sintezlan adi. DNK bilan ribosomalar orasida vositachilik vazifani i-RNK bajaradi. RiN-K dastlab DNK matritsasida sintezlan adi. Bu jarayon transkri psiya deb nomlan adi. Transkri psiya lotincha trancri ptio - ko’chirib yozish, boshqacha aytganda, DNK molekulasidagi nukleotidlar ketma-ketligida ifodalangan irsiy axborotni i-RNKga ko’chirib olish demakdir. Transkripsiya uchun DNKning maxsus o’tirgich qisrni promotor, bo’lishi zarur. RNK polimeraza fermenti prornotorga bog’langanda, promotor yaqinidagi DNKning clo’shqavat zanjiri bir-biridan ajralib, yakka zanjirli DNK hosil hn’lacli C:)qibatda. RNK polimeraza ferment 1)NKning ma’noli z:anjil°i bo’yicha harakatlanib komplementarlik qonuniga muvofiq i-RINK zanjirini sintezlay boshlaydi (15-rasm). Odamda i-RNK zanjirining sintezi DNKning terminator qismiga yetgach tugallanadi. DNKning u yoki bu polipeptid zanjir sintezida qatnashadigan qismi gen deb ataladi. Gendagi axborotdan olingan dastlabki mahsulot homaki i-RNK bo’lib. DNKning mazkur qismi - genning aynan nusxasi hisoblanadi. Bu xomaki i-RNK nusxadan yetilgan i-RNKning shakllanisll jarayoni protsessing lotincha processu- siljitish deb nomIanadi. Protsessing mobaynida i-RNKda mod.ifikatsion o’zgarish sodir bo’ladi va unda splaysing xodisasi – i-RNK dagi axborotga ega bo’lmagan intron qismlaridan halos bo’lish va axborotli - ekzon qismlarini bir-biriga ulash ro’y beradi. Protsessing va spiaysing hodisalari i-RNK ning yadro mernbrana teshiklari orqali sitoplazmaga o’tish mobaynida amalga oshadi. Protsessing va splaysing hodisalari tufayli i-RNK dagi nukleotidlar miqdori anchagina kamayadi va i-RNK zanjiri anchagina qisqaradi. Translyatsiya. Voyaga yetgan i-RNK sitoplazmaga o’tgach, translyatsiya jarayoni, ya’ni i-RNK dagi nukleotidlar ketmaketligidagi axborotni oqsil molekulasidagi aminokislotalar izchilligiga ko’crirish boshlanadi. Bu jarayon ribosornalarda amalga oshadi. Transkripsiya singari translyatsiya ham uch bosqich: initsiatsiya, elangatsiya va terminatsiyadan iborat. Translyatsiya odatda eng birinchi start kodoni AUG dan boshlan adi. U metionin aminokislotaning kodi sanaladi. Odatda i-RNK ribosomaning kichik bo’lagiga o’rnashadi. Oqsil tarkibiga kiruvchi 20 xil aminokislotaning har biri maxsus transport RNK yordamida ribosomaga tashib keltiriladi. Ribosomalarda ro’y beradigan oqsil sintezi reaksiyalardan ilgarigi aminokislota bilan peptid bog’i hosil qilib, bog’lanishi uchun energiya olishi ya’ni, faollashishi va faollashgan aminokislota o’zining i-RNKsi bilan bog’lanishi kerak. Aminatsil sintetaza fermenti ishtirokida faollashgan aminokislotalar o’ziga xos t-RNK bilan birikadi. t-RNK tuzilishi boshqa ribonuklein kislotalarga nisbatan ancha sodda bo’ladi. Ularning tarkibiga 75-100 nukleotidlar kiradi va molekula massasi 23000-30000 ga teng. i-RNK ayrim qismlarida azotli asoslar qarama-qarshi azotli asoslar bilan birikishi tufayli, «beda bargi» deb nomlangan tuzilishga ega bo’ladi. t-RNKning bir uchi faollashgan aminokislotani biriktirishga mo’1_jallangan, ikkinchi qismida uchta nukleotiddan iborat antikodon joylashgan bo’ladi. t-RNK o’zining antikodoni bilan i-RNKning kodoniga komple- mentar bo’ladi. Translyatsiya amalga oshishi uchun har bir t-RNK o’z antikodoni orqali i- RNKning kodoniga mos kodi bilan vaqtincha bog’lanib, o’zidagi aminokislotasini ribosomaga tashib kelishi va o’z aminokislotasini ribosomaning katta bo’lagiga itqitib yuborishi lozim. Itqitilgan aminokislotaning amin a guruhi bilan, u yerdagi ilgari tashib keltirilgan aminokislotaning karboqsil guruhi orasida peptid bog’ hosil bo’ladi. Oqsil sintezi jarayonida i-RNK zanjiri ribosomalardan o’tadi. Bunda ribo- soma har bir aminokislotaning kodi « o’qilgandan» so’ng yangi triplet tomon sakrab o’tadi. Bunday xodisa i-RNK kod bilan t-RNK dagi antikodonlar navbatma-navbat birlashguncha davom etadi. Binobarin elangatsiya bu aminokislotalarni izchillik bilan polipeptid zanjir tarkibiga kiritishdan iborat. Elangatsiya har bir qismi uchun uch bosqichdan tashkil topadi. 1) Aminokislotani ribosomaga tashib kelayotgan i-RNK antikodonining t-RNK dagi kodon bilan birikishi; 2) Ribosomaning katta bo’lagidagi peptidil transferaza fermenti ishtirokida i- RNK olib kelgan aminokislota bilan ribosomadagi ilgari olib kelingan aminokislota orasidagi peptid bog’ning hosil bo’lishi. 3) O’z aminokislotasini ribosomaga tashlagan i-RNK ribosomadan tashqari ko’chishi va ribosomaning i-RNK zanjiri bo’yicha bir kodonga sakrashi rosy beradi. Birlamchi oqsil molekulasining sintezi tugallanishiga terminatsiya deyiladi. Terminatsiya UAA, UAG, UGA kodonlar komandasi orgali amaiga oshadi. Terminatsivadan song polipeptid zanjir i-RNK dan ajraladi. Muxtasar qilib aytganda, irsiy axborotning DNK molekulasidan oqsil molekulasiga berilishi tubandagi sxema asosida amalga oshadi. Irsiy axborotning DNK dan i-RNK ga va oqsil molekula tuzilishiga berilish sxemasi. 6-jadval DNK fragmenti AAG II II III T T S TST 11 III II A G A S A A 111111 1 G T T AGA II I11 II T S T SST III III II G G A SAT III II II G T A i-RNK fragmenti AAG LSU S A A AGA SSU S A U Antikodon UUS AGA G U U USU GGU GLJA Polipeptid zanjir fragmenti Liz Ser G1i Arg Pro Gis Polipeptid zanjirida arninokislotalarning birin-ketin joylanish tartibi ogsil molekulasining birlamchi strukturasi deb ataladi. Har ganday i-RNK hujayra extiyojiga ko’ra bir yoki bir necha marotaba trarislyatsiya qilinishi mumkin. i-RNK hayoti 2 daqiqa atrofida bo’ladiL i-RNKning eskilarini parchalash, yangilarini sintez gilish orqali hujayra kerakli oqsillarni, ularning migdorini boshqaradi. Bakteriyalarda transkripsiyaning boshqarilishi. Shunday qilib Sh.Mono va F.Jakob ochgan transkripsiyani regulyasiyasi mexanizmi asosida DNKning operonli tuzilishi prinsipi yotib, DNKda oqsil aminokislotalari tartibini kodlovchi genlardan tashkari, regulyatorli kodlamaydigan kismlar borligi aniklandi. Bitta yoki bir nechta strukturali gen va u bilan boglik regulyasiyalovchi kismlar birgalikda transkripsiyaning elementar birligi - operonni hosil qiladi. Transkripsiya effektivligini belgilovchi regulyasiyalovchi kismlar yigildisi regulyator soxa yoki promotor kism deb ataladi. Hozirgi vaqta ko’pchilik operonlarning regulyator kismlarining nukleotidlar katori oniklangan, promotor operator strukturasi aniklangan. Ko’pchilik operonlar promotor kismlari nukleotidlar katorini solishtirish shuni kursatadiki, ularda o’xshash strukturalar (konservativ bo’limlar, yoki kanonik tartiblar), "10" va "35" nukleotidlar kismida bo’lib, transkripsiya start nuktasi shu yordanboshlanadi. Aftidan RNK - polimeraza ana shu kismlar bilan birikadi. Biz yuqorida aytib utdik transkripsiya regulyasiyasida regulyator-oqsillar muhim rol’ uynaydi. Ular katalitikaktivligini yo’qotgan allosterik oqsillar bo’lib , quyi molekulyar effektorlar bilan uzaro ta’sir etib ma’lum operonlarni nomoyon bo’lishish nazorat qiladi. Regulyator oqsillar promotr kism nukleotidlari bilan birikib transkripsiyani aktivlashtirishi yoki bostirishi mumkin. Bakteriyalar hujayrasida faqat bir xil RNK- polimeraza bo’lib, har xil RNKlarning matrisali sintezini omalga oshiradi. Bu molekulyar massasi 50000 D bo’lgan oqsil bo’lib. murakkab struktura subbirlikka ega. Uning markazi (yadro) 4ta polipeptiddan iborat: 2ta ukshash a-subbirlik, v-va v'-csubbirlik. Tulik RNK-polimeraza @-faktor deb ataluvchi yana bitta subbirlikka ega. RNK sintezini bir nechta davrga ajratish mumkin: 1) RNK-polimerazaning DNK bilan birikshi va matrisaning faollashishi. Bunda ferment promotorlarni topadi va natijada DNK- spiralning lokal ochilishi sodir bo’ladi. 2) sintezning boshlanishi yoki inisiasiya.Bunda birinchi nukleotidlar o’rtasida boglar hosil bo’ladi. 3) RNK zanjirining o’sishi yoki elongasiya -nukleotidlarning tartibi birikishi natijasida RNK zanjirining sintezi. 4) Terminasiya- RNK zanilri sintezining tugashi va mahsulot va fermentning matrisa bilan kompleksdan ajralish. Promotorlarni tanish faqat, RNK-polimeraza tarkibiga sigma-fktor bo’lgandagiga sodir bo’ladi. @ - faktor oqsil bo’lib molekulyar massasi 70000 D va bu jarayonda katalik vasifani baglaradi. @ - faktorning uzi DNK bilan birikmaydi va allosterik effektor kabi ta’sir qilib, minimal ferment konformosiyasini uzgortiradi. Natijada ferment promotorni tanish xususiyatini hosil qiladi va u bilan birinadi. Bir nechta nukleotidlarning inisiasiyadan va birikishidan keyin @ - faktor RNK - polimerazadan ajraladi. RNK sintezining tugashi terminasiya signalining paydo bo’lishi natijasida sodir bo’ladi. Terminasiya signali to’g’risida informasiya DNK- strukturasida yozilgan. Operon oxirigi kismida sintezlangan RNK ikqilamchi spesifik struktura hosil qilishi mumkin, ya’ni terminasion shpilka, uning yordamida RNK-polimerazaning matrisadan ajralish sodir bo’ladi. E.solida ba’zi terminasiyalovchi signalar RNK - polimeraza tomonidan kushincha omielar yordamisiz topiladi. Ba’zi xollarda RNK-sintezining to’xtashi uchun maxsus oqsil faktor Rho bo’lishi kerak. Bu terminasiyalovchi Rho oqsil RNK-polimeraza bilan uzaro ta’sir etib uning terminasiyalovchi signalga javob berishini ta’milaydi. Transkripsiya regulyasiyasi har xil stadiyalarda har xil usul bilan omalga yashadi. Ma’lum strukturali genlar transkripsiyasi intensivligini uning terminasiya effektivligiga boglik, xususan RNK-polimeraza bu genlarga etmasdan RNK sintezini to’xtatishiga boglik. Yakinda E.solining ko’pchilik operonlarida (aminokislotalar biosintezini nazorat kuluvchi) promotor va 1-chi strukturali gen o’rtasida terminasiyalovchi tartib borligi va ma’lum sharoytlarda transkripsiya intensivligini susaytiruvchi terminasiyalovchi signal hosil bo’lishi kuzatiladi. Bu xodisa attenuasiya deb ataladi. DNKning shu kismi attenuator (susaytirgich) deb namlandi. Repressiya kabi attenuasiya muhitda kerakli aminokislotaning borligiga boglik. Mas. triptofanga boglik mutant hujayralarda (repressori defektli TrrR-) ortikcha triptofan bo’lgan sharoitda transkripsiyani boshlagan unlab RNK-polimerazalarning faqat bittasi attenuatorni utishi (preodolevat’) va strukturali genni ukishi mumkin. Triptofanning kamaytirilishi bu genlar transkripsiyasini 3 marta oshirishi mumkin. Lekin repressiyadan farq qilib attenuasiya aminokislotaga boglik bo’lmay balki triptofani-tRNK hosil bo’lishiga, ya’ni kerakli transport RNKga birikkan aktivlashtirilgan ami- nokislotaga boglik. Aktivasiya reaksiyasi triptofanil – tRNK - sintetaza fermenti tomonidan aktivasiyalanadi. Shu sababli bu fermentdagi mutasion uzgorishi uning substratga o’xshashligini kamaytirib trp EDCBA-genlar transkripsiyasi effektivligini oshiradi. Shunday qilib hujayra ichida triptofan konsentrasiyasining tushichi boshida derepressiya, ya’ni RNK-polimerazaning trp-operoni promotor bilan birikshini