2-Mavzu: Transkripsiya, translyatsiya va oqsil sintezi Transkripsiya jarayoni

2-Mavzu: Transkripsiya, translyatsiya va oqsil sintezi
Transkripsiya jarayoni. Transkripsiya deb DNK molekulasining bitta polinukleotid zanjirida joylashgan bitta operondagi genlar kopiyasining iRNK molekulasiga ko’chirib joylashtirish jarayoniga aytiladi. Bu jarayon prokariotlarda eukariotlardagiga nisbatan oddiy kechadi. Ularda iRNK sintezi quyidagi jarayonlar orqali amalga oshiriladi:
1) DNK molekulasi transkripsiya qilinishi kerak bo’lgan operon (gen) joylashgan qismidagi qo’sh zanjir nukleotidlari orasidagi vodorod bog’i ferment orqali uziladi. Bu jarayonni lokal holatdagi denaturatsiya deyiladi. Buning natijasida DNKning ushbu qismi o’zaro ajraladi;
2) DNK bitta nukleotid zanjirining shu joyida joylashgan qismi iRNK ning sintezlanishi uchun andozalik funksiyasini bajaradi. RNK-polimeraza fermenti orqali karioplazmadagi erkin holatdagi nukleotidlarni yuqorida aytilgan DNK zanjiri andozasidagi operon(gen) kodiga komplementar holatda o’zaro ulanib, iRNK molekulasi sintezlanadi. Transkripsiya uchun zarur bo’lgan nukleotidlar DNK ning ochilib qolgan zanjiri qismiga karioplazmada sintezlangan kimyoviy birikma ribonukleozidtrifosfat holatida yetkaziladi. U yerda RNK-polimeraza fermenti yordami bilan uning difosfati ajratib tashlanadi va tayyor nukleotid iRNK sinteziga ishlatiladi. Difosfatning trifosfatdan ajratilishi natijasida ajralib chiqqan energiya transkripsiyaga sarflanadi. Prokariotlarda sintezlangan iRNK molekulasida bitta operon bir nechta strukturaviy genlar kodi joylashgan bo’ladi.
Molekulyar genetikaning yangi dalillariga binoan eukariot organizmlarda iRNK ning sintezi murakkab kechadi. Ularda transkripsiya natijasida prokariotlardagi kabi strukturaviy funksional tayyor iRNK emas, balki tayyor iRNK funksiyasini bajara olmaydigan holatdagi xomaki, murakkab strukturaga ega bo’lgan pre- iRNK molekulasi sintezlanadi. Pre-iRNK strukturasidagi genlar kodi eukariotlar DNKsidagi bo’lingan genlar kodining kopiyasi bo’lgani uchun ularning strukturasida kodogenga ega nukleotidlar (ekzonlar) va kodogensiz nukleotidlar (intron)lar kodi ketma-ket joylashgan bo’ladi. Eukariotlarda strukturaviy va funksional normal iRNK ning sintezlanishini ta’min etadigan jarayonida– splaysing va protsessing sodir bo’ladi.
YUqorida bayon etilganlarni e’tiborga olgan holda eukariotlardagi iRNK molekulasining sintezi quyidagi jarayonlar natijasida amalga oshishi bilan tanishamiz:
DNK ning transkripsiya qilinadigan qismidagi qo’shaloq polipeptid zanjirlarni o’zaro bog’lab turgan vodorod bog’i olib tashlanadi. Buning natijasida DNK polinukleotid zanjirlarining ushbu operon(gen) joylashgan qismi yoyilib qo’shaloq zanjir bir-biridan ajraladi. Transkripsiya uchun DNK molekulasining bitta polinukleotid zanjiri andozalik funksiyasini bajaradi. Bu jarayon RNK-polimeraza fermenti orqali amalga oshiriladi. Transkripsiya jarayoni natijasida avvalo pre-iRNKsi sintezlanadi. Buning uchun kerak bo’lgan qurilish bloki vazifasini hujayradagi metabolizm natijasida sintezlangan ribonukleozidtrifosfatlar(rNTP) bajaradi. Ular 4 xilda bo’ladilar: STR-tsitozinli, GTP-guaninli, UTP-uratsilli va ATR-adeninlir NTP lar tarzida faoliyat ko’rsatadilar. rNTP ribonukleozidlarning ATF bilan reaksiyasi natijasida hosil bo’ladi. Ribonukleozid esa azotli asoslardan bittasi bilan ribozaning qo’shilishi mahsuli hisoblanadi. Transkripsiya uchun qurilish xom ashyosi bo’lmish 4 xil rNTPlar DNKga bog’liq RNK polimeraza fermenti yordamida komplementarlik qoidasiga
binoan bir-biri bilan DNK ning eski nukleotid zanjiri bilan bog’lanadi. Bu jarayon DNK zanjirining 5 1→3 1 yo’nalishida amalga oshiriladi. RNK strukturasiga joylashtirish jarayonida rNTP-ribonukleozidtrifosfatdan ikkita fosfat ajratib tashlanadi. Oqibatda u RNK strukturasiga sitozin- C, guanin- G, uratsil- U va adenin- A li nukleotidlar holatida joylashadi.
RNK-polimeraza prokariotlarda, masalan, Esherichia coli, bakteriyasida faqat bir xilda bo’ladi. Eukariotlarda esa uch xilda bo’ladi. RNK-polimeraza transkripsiya jarayonining kechishini ta’min etuvchi quyidagi vazifalarni bajaradi: a) DNK ning transkripsiya boshlanishi kerak bo’lgan joyini aniqlaydi; b) DNK ning andoza zanjirini topadi; v) DNKning transkripsiya bo’ladigan joyidagi qo’shaloq zanjirini bog’lab turgan vodorod bog’ini olib tashlab, ularni bir-biridan ajratib ayrim holdagi zanjirlarga aylantiradi; g) rNTP larning oldin fosfatini ajratib tashlab ularni komplementar qoidasiga binoan bir-biri bilan va DNK– andoza polinukleotid zanjiriga ulaydi. Boshlanishda gen to’laligicha pre-iRNK molekulasiga ko’chirib olinadi. Pre-iRNK splaysing ta’siridan(intronlarni kesish va ekzonlarni ulash) o’tkaziladi. Natijada olingan iRNK molekulasi endilikda oqsilni uzluksiz kodlovchi nukleotidlarning ketma-ketlik tartibiga ega bo’ladi. O’z navbatida bu molekula aminokislotalar ketma-ketligini belgilaydi. SHuni qayd etish kerakki, ko’p hollarda intronlarning barcha yig’indisi genning kattagina qismini (gen uzunligini80 dan 95 foizgacha) tashkil etadi.
Transkripsiya orqali dastavval pre-iRNK sintezlanadi. Uni dastlabki transkript deb ham yuritiladi. U tayyor iRNK molekulasiga nisbatan juda uzun bo’ladi. CHunki uning strukturasida genetik axborotga ega bo’lgan nukleotidlar (ekzonlar) tartibidan tashqari ko’p miqdorda unga ega bo’lmaganlari (intronlar) ham mavjud. Pre-iRNK oqsilni sintez qilish funksiyasini hali bajara olmaydi. Pre-iRNK dagi ekzonlarning intronlardan ajratib olib o’zaro ulanib- tayyor iRNKga aylanish jarayoni protsessing deb atalgan qator jarayonlar majmuasi orqali amalga oshadi. Ular asosan quyidagilardan iborat:
1) Intronlarning splaysingi. Splaysing jarayonida pre-iRNK-molekulasidagi intronlar riboza fermenti yordamida kesib olib tashlanadi, ekzonlar esa pre-iRNK da joylashgan tartibda bir-biri bilan ulanib, gen yaxlit holga keladi. Ba’zan bitta pre-iRNK da joylashgan ekzonlar al’ternativ(boshqacha) variantda ixcham holatda taxlanishi mumkin. Bunday vaziyatda bitta pre-iRNK dan har xil oqsil sintezlovchi turli iRNK lar hosil bo’lishi mumkin. Splaysingning bu xilini al’ternativ splaysing deb ataladi. Boshqacha qilib aytganda, pre-iRNK dagi ekzonlarning odatdagi tartibda va o’zgargan tartibda ulanishi natijasida har xil oqsil sintezlanishi mumkin. Odatdagi iRNK da faqat genetik axborotga ega bo’lgan nukleotidlar tartibi joylashgan bo’ladi.
Eukariot organizmlar hujayrasining yadrosida sintezlangan pre-iRNK ribonukleoproteidlar tarzida sitoplazmaga o’tadi. sitoplazmada splaysing- protsessing jarayonlari natijasida pre-iRNK tayyor va aktiv holatdagi iRNK ga aylanadi. i- RNK hujayradagi barcha RNK larning faqat5% ni, tRNK esa10% va rRNK 85 foizni tashkil etadi. Ulardagi rRNK lar uch xil bo’ladi:
rRNK1, rRNK2 va sRNK. Ular pre-rRNK dan hosil bo’ladilar va ribosomaning katta va kichik subbirliklariga joylashadi.
SHunday qilib, transkripsiya va protsessing natijasida sintezlangan iRNK, tRNK va rRNK lar faol, ya’ni oqsilni sintezlash funksiyasini bajarishga tayyor holatda bo’ladi.
Transkripsiya va protsessing natijasida ribonuklein kislota (iRNK, tRNK va rRNK) lar biosintez qilinishi organizmlar genetik axboroti realizatsiyasining birinchi muhim bosqich hisoblanadi.