5 Ma’ruza: Tirik orgnizimlarning tarkibida uchiraydigan biomolekulalar va ularning tavsifi

Yuqori molekulyar organik birikmalarni tatqiq qilish.

  

Molekulyar biologiyaning rivojlanishi bilan oqsil sintezini idora etilishining 

ilmiy asoslarini o’rganish   imkoniyatlari    yaratilmoqda. Bunda g e n  m u x a n d 

i  s  l  i  g  i   deb  nomlangan  biotexnologik  jarayonlarning  yutuqlari  har  bir 

organizmning    genomini,  oqsil  sintezi  va  buzilishi  bilan  bog’li  bo’lgan 

o’zgarishlarni  o’rganish  imkoniyatlariga  ega  bo’lmoqda.  Hatto,  hayotiy 

jarayonlarning tub mohiyati, fenomini - irsiyat va o’zgaruvchanlikning asl ma’nosi 

molekula darajasida o’rganilmoqda. 

---

         Bizning davrimizga kelib, 1903 yilda Daniyalik olim Iogansen kiritgan «gen» 

atamasining  mazmuni  chuqurlashib,  uni  «yakka  polipeptid  zanjirni  qadirlaydigan 

DNK ning bir qismi» ekanligini bilamiz.  

          Hujayraning  genetik  tizilmasi  asosan  xromosomalardagi  DNK  da,  yadroda, 

membranalarda,  mitoxondriyalarda,  xloroplastlarda,  bakteriyalarda,  viruslarda 

mavjud.  Bir  organizmning,  hujayraning  barcha  genlarini  yig’indisini  g  e  n  o 

m   deyiladi.  DNK  ning  miqdori  bir  organizmning  barcha  hujayralarida  bir  xildir. 

Tirik organizm qancha murakkab tuzilgan bo’lsa, unda shuncha genetik ma’lumot 

ko’p  bo’ladi.  Jumladan,  inson  hujayrasidagi  DNK  larning  umumiy  uzunligi  2  m 

teng,  bu  taxminan  5,5.10

9

  qo’sh  asoslarga,  binobarin  4.10

12

  molekulyar  massaga 

egadir. Inson hujayralarida 46 xromosoma mavjud, ularning har birining uzunligi 4 

sm ga teng. DNK da har 0,034 sm uzunlikda 2 mln nukleotid joylashadi. 

         Bir xromosomada nechta gen joylashgan? Degan savol olimlarni qiziqtirgan, 

tez  orada  bu  savolga   «Juda  ko’p  genlar  joylashgan»  degan  javob  olingan. 

Prokariotlardan  E.coli   da  5000  atrofida,  undagi  har  bir  DNK  isi  4.10

6

    qo’sh 

nukleotiddan  iborat,  tarkibi  350  ta  aminokislota  qoldig’idan  iborat  oqsil 

molekulasini kodirlaydigan  1050  qo’sh  nukleotid  mavjuddir. Yoki    E. coli dagi 4 

mln qo’sh asoslar 3800 genlarni qodirlashga yetadi. Eukariotik DNK lar genlarning 

tashkil etilishi va funksiyasi jihatdan ancha murakkab,  10 asosli qo’sh asoslarning 

millionlab  marta  takrorlanishidan  hosil  bo’lgani  10%  ni,  10  000 

marta   takrorlanishidan  hosil  bo’lganlari,  20%,  qolgan  70%  DNKning  yagona 

qismiga to’g’ri kelishi sutemizuvchi (sichkon) lar misolida isbotlangan. Binobarin, 

sutemizuvchilarda  g e n o m  deyarli 3 mln oqsillarni qodirlashga yetadi, lekin har 

bir  organizm  30  000  dan  ortiq  aholida  oqsillarni  kodirlashga  ega  bo’lgan 

tuzilmalarga  ega  emas.  Shu  nuqtai-nazardan  inson  organizmning  hujayralari 

taxminan  5000  genga  ega,  bu  son  drozofill  pashshasinikidan  faqat  6  martagina 

ko’pdir. 

---

          Oqsil  molekulasining  sintezlanishida  hosil  bo’lgan  yangi  oqsilning  turi, 

miqdori,  sifati  DNK  idagi  genlarning  o’qilishiga  -  replikasiyasiga  bog’liq.  Ya’ni 

replikon(genning  bir  qismi)larning  hosil  bo’lishi  bilan  bog’langanligini  bilamiz. 

Bu  boradagi  izlanishlar  biokimyoviy  genetikani  rivojlantirdi.  Hozirgi  vaqtda 

«Biokimyoviy  genetika»  sohasida  gen  muhandisligi,  ya’ni  ona  hujayrada 

ko’payadigan  yangi  genetik  tizilmani   in  vitro  sharoitida  hosil  qilish  sohasi  keng 

rivojlanmoqda. Buning asoschisi Amerikalik olim P. Bergdir. U 1972 yili in vitro 

sharoitida, birinchi marta, gibrid DNK ini ya’ni gibrid-rikombinativ (rekDNK) ini 

sintez qildi va maymun virusi bilan ( S V  40) bog’lashgan ichak tayoqchasi DNK 

isiga birlashtirdi, ijobiy natija oldi. Bunda restriktaza, DNK-ligazalar ishtirok etishi 

aniqlandi. Agar restriktazalar DNK molekulasini parchalasa, DNK- ligazalar ularni 

bir-biriga  qo’shadi(tikadi).  Hosil  qilingan  halqasimon  DNK  fragmenti  o’ziga  xos 

genlarni  saqlab,  rekDNKini  ko’paytiradi  va  oqsil  sintezini  amalga  oshiradi. 

Aniqrog’i  rekDNK  kiritilgan  ona-hujayrada  oqsil  sintezi  amalga  oshadi.  Amalda 

ona-hujayra  uchun  ichak  tayoqchasi(Escherichia  coli),  achitqilar  (Sachamyces 

cerevisae), hayvon va o’simlik hujayralari olinadi. Shuning uchun rivojlanayotgan 

g  e  n   m  u  h  a  n   d  i  s  l  i  g  i,  bevosita,  rekombinat  (rekDNK)  DNKlar 

texnologiyasini yaratishga bog’liq. 

          Gen  muhandisligi,  bevosita,  DNKining  bir  qismi  -  genni  kesib  olish,  uni 

begona(yot) gen bilan bog’lash va bu yangi genomni ona-hujayraga kiritish bilan 

bog’langan  natijalar  asosida  rivojlanadi.  Bunda  klonirlash  texnikasiga  e’tibor 

berish  zarur,  ya’ni  bir  turli  genli  DNK  molekulasining  hosil  qilish  uchun 

hujayraning  toza  liniyasini  olib  klon  hosil  qilinadi.  Klon  deganda  birdan-bir  ona 

hujayradan  kelib  chiqqan   hujayralar  populyasiyasi  tushuniladi.  Bunda  ko’pincha 

mutant hujayralar olinadi. 

          Keyingi yillarda somatik hujayralarni duragaylashga ham erishildi. Bunda  2 

ta yadroli bitta hujayra - g e t e r o k a r i o n  hosil qilindi. U mitotik bo’linib, bir 

yadroli gibrid hujayra hosil qilaoladi, uni klonirlash ham mumkin. 

---

         Biroq, gen muhandisligida DNK molekulasidan bir qismi(gen)ni kesib olish 

muommosi  mavjud.  Bu  muammoni  Amerikalik  olimlar  Stenli  Koen,  Gerbert 

Boyer  (1972  yilda)  yechimini  topdilar.  Ular  shu  maqsadda  bakteriyalardagi 

endonukleaza  fermentidan  o’rinli  foydalanishni  tavsiya  etdilar.  Endonukleazalar 

bakteriyani  virus  infeksiyalaridan  saqlaydi,  himoyalaydi,  virus  DNKisining  har 

ikkala  jiyagini  ham  parchalaydi  va  virus  DNKisini  ko’payishini  chegaralaydi  - 

restriksiyalaydi.  Shuning  uchun  ularni  restriktazalar  deb  atashganlar.  Birinchi 

bo’lib, restriktazalarni Amerikalik olimlar Smit bilan Arber kashf etishgan, Nobel 

mukofotiga sazovar bo’lishgan.