"aniq va tabiiy fanlar" kafedrasi

Escherichia coli va lambda 
Bu bakteriya genomi orasidagi kointegrat hosil bo'lishining asosidir Escherichia 
coli va bakteriofag lambda. Bakteriyofag bakteriyalarni yuqtiradigan virusdir. 
Ushbu kointegratning hosil bo'lishi virus genomida kodlangan ferment tomonidan 
amalga oshiriladi: lambda integrazasi. U chaqirilgan umumiy ketma-ketlikni 
taniydi attP virusning dairesel genomida va attB bakteriyalarda. 
Ikkala molekuladagi ikkala ketma-ketlikni kesib, u erkin segmentlarni hosil qiladi, 
bantlarni almashtiradi va ikkita genomga qo'shiladi. Keyinchalik kattaroq yoki 
birlashtirilgan doira hosil bo'ladi. 
Kointegratsiyada virus genomini passiv ravishda bakteriyalar genomi olib boradi, u 
bilan takrorlanadi. Bunday holatda, virus provirus holatida va u uchun bakteriya 
lizogen hisoblanadi. 
Teskari jarayon, ya'ni kointegratning rezolyutsiyasi ko'p avlodlarni olishi mumkin - 
yoki hatto sodir bo'lmaydi. Biroq, buni amalga oshirish fermentlar vositasida 
eksizizaz deb nomlangan virus genomi tomonidan kodlangan boshqa oqsil 
tomonidan amalga oshiriladi. Bu sodir bo'lganda, virus kointegratdan ajralib 
chiqadi, qayta faollashadi va hujayralar lizisini keltirib chiqaradi. 
-Homologik rekombinatsiya 
Umumiy rekombinatsiya 
Gomologik rekombinatsiya DNK molekulalari o'rtasida sodir bo'ladi, ular kamida 
40 ga yaqin o'xshash yoki to'liq o'xshashlikka ega. Rekombinatsiya jarayonini 
amalga oshirish uchun kamida bitta endonukleaza ishtirok etishi kerak. 

---

Endonukleazlar - DNKning ichki kesimlarini hosil qiluvchi fermentlar. Ba'zilar 
buni DNKni buzish uchun qilishadi. Boshqalar, rekombinatsiyadagi kabi, buni 
DNKda chuqur hosil qilish uchun qilishadi. 
Ushbu noyob nik DNKning bitta bandini erkin uchi bilan qayta ishlashga imkon 
beradi. Rekombinaza tomonidan yo'naltirilgan bu bo'sh uch, bitta bandga er-xotin 
DNKni unga o'xshash rezident tasmasini siljitib, bosib olishga imkon beradi. 
Bu donor ("bosqinchi") DNK molekulasi va boshqa retseptorlari orasidagi 
kesishish nuqtasidir. 
Invaziya va tasma almashinuvi jarayonini amalga oshiradigan ferment 
(rekombinaza) Escherichia coli bu RecA deb nomlangan. Prokariotlarda boshqa 
gomologik oqsillar mavjud, masalan, arxeydagi RadA. Eukaryotlarda ekvivalent 
ferment RAD51 deb nomlanadi. 
Bir marta invaziv tasma rezidentni siqib chiqargach, u donor molekulasida oddiy 
bo'lib qolgan tasma bilan o'zaro ta'sir qiladi. Ikkala joy ham ligaza ta'sirida 
muhrlanadi. 
Hozir bizda donor DNK va retsipient DNK tomonidan yonma-yon joylashgan 
gibrid tarmoqli DNK (donorlar guruhi va retsipientlar guruhi, turli kelib chiqishi). 
Krossover nuqtalari (chiasmata) har ikki yo'nalishda ham kamida 200 bp. 
Krossoverning har bir nuqtasi "Xolliday" tuzilishi (rekombinatsiya hodisasining 
xoch shaklidagi DNK mahsuloti) deb nomlanadigan narsani hosil qiladi. 
Ushbu xoch shaklidagi DNKni boshqa endonukleazalar yordamida hal qilish 
kerak. Ushbu tuzilishning kimyoviy yoki gibrid DNKsi ikki yo'l bilan hal qilinishi 
mumkin. Agar ikkinchi endonukleotid kesilishi birinchi sodir bo'lgan bandda sodir 
bo'lsa, rekombinatsiya bo'lmaydi. Agar ikkinchi kesish boshqa bandda sodir bo'lsa, 
hosil bo'lgan mahsulotlar rekombinant bo'ladi. 
Rekombinatsiya V (D) J 
Bu somatik rekombinatsiyaning bir turi (meiotik emas), bu immunitet tizimining 
antikorlarining ulkan o'zgaruvchanligini yaratishga yordam beradi. 

---

Ushbu rekombinatsiya, ularni belgilaydigan polipeptid zanjirlarini kodlaydigan 
genlarning alohida qismlarida sodir bo'ladi. U B hujayralari tomonidan amalga 
oshiriladi va turli xil genetik hududlarni o'z ichiga oladi. 
Qizig'i shundaki, shunga o'xshash parazitlar mavjud Trypanosoma brucei sirt 
antijeni o'zgaruvchanligini yaratish uchun shunga o'xshash rekombinatsiya 
mexanizmidan foydalanadi. Shu tarzda, agar uy egasi "yangi" antigenni taniy 
oladigan antikor hosil qila olmasa, ular mezbonning javobidan qochishlari 
mumkin. 
-Gomologik bo'lmagan rekombinatsiya 
Va nihoyat, ishtirok etuvchi molekulalarning ketma-ketligi o'xshashligiga bog'liq 
bo'lmagan rekombinatsiya jarayonlari mavjud. Masalan, eukaryotlarda homolog 
bo'lmagan uchlarning rekombinatsiyasi juda muhimdir. 
Bu DNKdagi er-xotin tasma sinishini ko'rsatadigan DNK bo'laklari bilan sodir 
bo'ladi. Ularni hujayraning boshqa qismlarga qo'shilishi va shu bilan birga ikki 
qatorli uzilishlar bilan "tuzatish" amalga oshiriladi. 
Shu bilan birga, ushbu rekombinatsiya jarayonida ishtirok etish uchun ushbu 
molekulalar o'xshash bo'lishi shart emas. Ya'ni, zararni tiklash orqali hujayra o'zaro 
bog'liq bo'lmagan DNKlarni birlashtirishi va shu bilan haqiqatan ham yangi 
(rekombinant) molekula hosil qilishi mumkin. 
Rekombinatsiyaning ahamiyati 
Sabab sifatida ahamiyati: DNKning ko'payishi va tiklanishi 
Rekombinatsiya replikatsiya jarayonida va undan keyin DNK ma'lumotlarining 
aniqligini ta'minlaydi. Rekombinatsiya bu juda uzun makromolekulada yangi 
tasma jarayonida DNK zararlanishini aniqlaydi. 
Har bir guruh o'z ma'lumotiga ega bo'lganligi sababli va uni to'ldiruvchi 
rekombinatsiya hech qanday yo'qotilmasligini ta'minlaydi. Ularning har biri 
boshqasiga guvoh vazifasini bajaradi. Xuddi shunday, diploid organizmlarda ham 
gomologik xromosoma uning birodariga guvoh bo'ladi va aksincha. 

---

Boshqa tomondan, DNK takrorlanib bo'lgandan so'ng, ushbu molekulaning 
zararlanishini tiklash mexanizmlari har xil. Ba'zilari to'g'ridan-to'g'ri (shikastlanish 
to'g'ridan-to'g'ri harakat qiladi), boshqalari esa bilvosita. 
Bilvosita ta'mirlash mexanizmlari rekombinatsiyaga bog'liq. Ya'ni, DNK 
molekulasidagi zararni tiklash uchun yana bir gomologik molekula ishlatiladi. Bu 
zarar etkazilgan shablon sifatida reparativ rekombinatsiyada ishlaydi. 
Natijada bo'lgan ahamiyat: irsiy o'zgaruvchanlikni yaratish 
Rekombinatsiya mayoz paytida juda katta xromosoma o'zgaruvchanligini 
yaratishga qodir. Somatik rekombinatsiya, shuningdek, umurtqali hayvonlardagi 
antitelalarda bo'lgani kabi o'zgaruvchanlikni keltirib chiqaradi. 
Ko'pgina organizmlarda meyoz gametlidir. Jinsiy yo'l bilan ko'payadigan 
organizmlarda rekombinatsiya o'zgaruvchanlikni hosil qilishning eng kuchli 
usullaridan biri bo'lib chiqadi. 
Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, spontan mutatsiyaga va xromosomalarning 
ajratilishiga, gamet o'zgaruvchanlikni keltirib chiqaradigan yana bir element 
sifatida rekombinatsiya qo'shilishi kerak. 
Bakteriyofag genomlarini uchastkaga xos rekombinatsiya bilan birlashtirish, 
aksincha, ularning mezbon bakteriyalarining genomini qayta tiklashga yordam 
berdi. 
Bu tirik mavjudotlarning ushbu muhim guruhining genomik o'zgaruvchanligi va 
evolyutsiyasi hosil bo'lishiga hissa qo'shdi. 
Rekombinatsiya va sog'liq 
Biz allaqachon DNKni tiklash mumkinligini ko'rdik, ammo unga zarar etkazadigan 
narsa emas. Darhaqiqat, deyarli har bir narsa DNKga zarar etkazishi mumkin, bu 
tuzatilmaydigan noto'g'ri replikatsiya bilan boshlanadi. 
Ammo bundan tashqari DNK ultrabinafsha nurlari, ionlashtiruvchi nurlanish, uyali 
nafas olish natijasida hosil bo'ladigan erkin kislorod radikallari va biz nima 
iste'mol qilsak, chekamiz, nafas olsak, yutsak yoki tegsak, zarar etkazishi mumkin. 
Baxtimizga, DNKni himoya qilish uchun hayotdan voz kechishingiz shart emas. 
Siz ba'zi narsalardan voz kechishingiz kerak, ammo katta ishni hujayraning o'zi 

---

amalga oshiradi. DNKning zararlanishini aniqlash va uni tiklash mexanizmlari 
genetik asosga ega va ularning etishmasligi juda katta oqibatlarga olib keladi. 
Gomologik rekombinatsiya nuqsonlari bilan bog'liq kasalliklar, masalan, Bloom va 
Verner sindromlari, oilaviy ko'krak va tuxumdon saratoni va boshqalarni o'z ichiga 
oladi. 
DNKning mutatsiyasi va ta'mirlanishi haqidagi bob asosan replikatsiya yoki 
DNKning shikastlanishi natijasida kelib chiqadigan DNK ketma-ketligidagi 
kichik o'zgarishlar, odatda bitta tayanch juftliklari bilan bog'liq. 
Xromosomaning DNK ketma-ketligi rekombinatsiya va transpozitsiya 
jarayonlari 
orqali 
katta 
segmentlarda 
ham 
o'zgarishi 
mumkin. Rekombinatsiya ikki ota -ona DNK molekulasidan yoki bir xil DNK 
molekulasining turli segmentlaridan yangi DNK molekulalarini ishlab 
chiqarish; 
bu 
bobning 
mavzusi 
bo'ladi. Transpozitsiya bu 
rekombinatsiyaning yuqori ixtisoslashgan shakli bo'lib, unda DNKning bir 
bo'lagi bir xromosomada yoki boshqa xromosomada harakatlanadi; bu 
keyingi bobda muhokama qilinadi. 

8.1: Rekombinatsiyaning turlari va misollari 
Tirik organizmlarda tabiiy ravishda yuzaga keladigan rekombinatsiyaning 
kamida to'rt turi aniqlangan: (1) umumiy yoki gomologik rekombinatsiya, (2) 
noqonuniy yoki gomologik bo'lmagan rekombinatsiya, (3) hududga xos 
rekombinatsiya va (4) replikativ rekombinatsiya. 

8.2: Rekombinatsiyani aniqlash 
Mendelning ikkinchi qonuni genlarning juft allellarining tasodifiy 
assortimentini tasvirlab berdi. Biroq, ba'zi genlar juftlari bu tasodifiy 
assortimentdan chetga chiqishlarni ko'rsatib, bu genlar xromosomada 
bog'langan degan xulosaga olib keladi. Bog'lanish har doim ham to'liq emas, 
demakki, ota -onadan bo'lmagan genotiplar naslning bir qismida uchraydi. Bu 
ota -onalarda meioz paytida gen juftlari o'rtasida kesib o'tish bilan izohlanadi. 

8.3: Meyotik rekombinatsiya 

---

Meyozning birinchi bosqichida homolog xromosomalarning juftlashish 
qobiliyati bu jarayonning muvaffaqiyati uchun asos bo'lib, u jinsiy hujayrada 
xromosomalarning to'g'ri haploid to'plamini saqlaydi. Rekombinatsiya 
gomologik xromosomalarning juftlanishining ajralmas qismi hisoblanadi. Bu 
meyoz I ning pakiten bosqichida (meyozning birinchi bosqichi) va ehtimol 
undan oldin, homolog xromosomalar zigotenda tekislanganda, qardosh 
bo'lmagan xromatidlar o'rtasida sodir bo'ladi. 

8.4: Genetik rekombinatsiyaning afzalliklari 
Meyoz paytida gomologik juftlanish uchun nafaqat rekombinatsiya kerak, 
balki jinsiy turlar uchun rekombinatsiyaning kamida ikkita qo'shimcha 
foydasi bor. U xromosomalar bo'ylab allellarning yangi birikmalarini hosil 
qiladi va mutatsiyalarning ta'sirini asosan butun xromosomaga emas, balki 
gen atrofidagi hududga cheklaydi. Meyoz davrida har bir xromosoma kamida 
bitta rekombinatsiya hodisasiga duchor bo'lganligi sababli, allellarning yangi 
birikmalari hosil bo'ladi. 

8.5: Qo'ziqorinlarda rekombinatsiyadan geteroduplekslarning dalillari 
Rekombinatsiya mexanizmi birinchi navbatda qo'ziqorinlarda, masalan, 
kurtakli xamirturush Saccharomyces cerevisiae va filamentli qo'ziqorin 
Ascomycetes va bakteriyalarda o'rganilgan. Qo'ziqorinlar mayozga uchraydi, 
shuning uchun ularning rekombinatsiya tizimlarining ba'zi jihatlari 
bakteriyalarnikiga qaraganda o'simliklar va hayvonlarnikiga o'xshash bo'lishi 
mumkin. Biroq, bakteriyalarda rekombinatsiyaning genetik va biokimyoviy 
tadqiqotlari natijasida topilgan fermentativ funktsiyalar eukaryotik 
organizmlarda ham o'xshashlarga ega. 

8.6: Umumiy rekombinatsiya uchun Holliday modeli - bitta ipli bosqin 
1964 yilda Robin Xoliday rekombinatsiya paytida heterodupleks shakllanishi 
va gen konversiyasini hisobga oladigan modelni taklif qildi. Garchi u ikki 
zanjirli uzilish modeli bilan almashtirilgan bo'lsa ham (hech bo'lmaganda 
xamirturush va yuqori organizmlarda rekombinatsiya uchun), bu boshlash 

---

uchun foydali joy. U gomologik duplekslarni juftlashtirish, heterodupleks hosil 
qilish, rekombinatsiya bo'g'inini shakllantirish, filiallar migratsiyasi va 
rezolyutsiyaning muhim bosqichlarini ko'rsatadi. 

8.7: Rekombinatsiya uchun ikki qatorli uzilish modeli 
Bir qator dalillar, birinchi navbatda, xamirturushdagi rekombinatsiyani 
o'rganish, bir zanjirli niklarda boshlangan DNK zanjirlarining o'zaro 
almashinuviga o'zgartirishlar kiritishni talab qildi. Yuqorida aytib o'tilganidek, 
bir DNK dupleksi dastlabki Holliday modeli tomonidan bashorat qilingan teng 
almashinuvdan farqli o'laroq, ma'lumot donori, ikkinchisi esa qabul qiluvchi 
bo'lishga moyil edi. Bundan tashqari, xamirturushda rekombinatsiya ikki 
zanjirli uzilishlar bilan boshlanishi mumkin. 

8.8: E. coli rekombinatsiyasi uchun zarur bo'lgan fermentlar 
Rekombinatsiyani amalga oshiradigan fermentlarni topishning dastlabki 
bosqichlari E. coli mutantlarining rekombinatsiyasida nuqsonli genetik 
ekranlar edi. Rekombinatsiyani tekshirish uchun tahlillar ishlab chiqilgan va 
rekombinatsiya chastotasining pasayganligini ko'rsatgan mutantlar ajratilgan. 
Bular recA, recB, recC, recD va boshqalar deb nomlangan komplementatsiya 
guruhlariga tayinlangan. E. coli da taxminan 20 xil genlar (turli rec 
komplementatsiya guruhlari) aniqlangan. 

8.9: Yagona iplarni yaratish 
3 'bitta torli termini hosil qilishning asosiy usullaridan biri RecBCD fermentini 
ishlatadi, uni eksonuklez V deb ham atashadi. Bu fermentning uchta 
bo'linmasi recB, recC va recD genlari bilan kodlangan. Rekombinatsiya qilish 
uchun har bir model bitta simli bo'lib, ipni bosib olish uchun erkin uchi 
bo'lishi kerak va bu ferment buni amalga oshiradi, lekin bir nechta kutilmagan 
xususiyatlarga ega. 

8.10: Sinapsis va bitta iplarning bostirib kirishi 
Ikkita rekombinatsiyalanuvchi DNK molekulasining juftlanishi (sinapsis) va 
bitta dupleksdan boshqa dupleksga bostirib kirishi ko'p funktsiyali RecA oqsili 

---

bilan katalizlanadi. Dupleks DNKning bitta torli DNKga bostirib kirishi asl 
dupleksning bir ipini bosuvchi ip bilan almashtirishga olib keladi va 
almashtirilgan ip dupleksdan siljiydi. Demak, bu reaksiyani ipning 
assimilyatsiyasi yoki zanjir almashinuvi deb ham atash mumkin. 

8.11: Filial migratsiyasi 
Qo'shimcha heterodupleks hosil qilish uchun Holliday birikmasining harakati 
uchun ikkita oqsil kerak. Ulardan biri RuvA tetrameri bo'lib, u Holliday 
birikmasining tuzilishini taniydi. Ikkinchisi - RuvB, bu ATPaza. U dvigatelni 
filial migratsiyasi uchun ta'minlaydigan olti burchakli halqalarni hosil qiladi. 

8.12: Rezolyutsiya 
RuvC - bu Holliday birikmalarini ajratuvchi endonukleaza. U Xolliday 
birikmasiga bog'laydigan dimerlarni hosil qiladi; so'nggi ma'lumotlar RuvA, 
RuvB va RuvC o'rtasidagi o'zaro ta'sirni Holliday kavşağındaki kompleks 
sifatida ko'rsatadi. RuvA-Holliday birikmasi majmuasining tuzilishi RuvA ning 
bog'lanishi bilan barqarorlashtirilgan birikmaning ochiq tuzilishi Ruv C 
tomonidan yorilish uchun tan olingan sirtni ochishi mumkinligini ko'rsatadi. 
Meyoz paytida erkak va ayol ota -onaning juftlashgan xromosomalari bir -
biriga mos keladigan DNK ketma -ketligi bir -birini kesib o'tish imkoniyatiga 
ega bo'ladi. Bu o'tish genetik materiallarning aralashishiga olib keladi. 
Gomologik rekombinatsiya PRDM9, SPO11, DMC1, ZCWPW1, RPA, 
Dna2, BLM, CtIP, BRCA1, BRCA2 va boshqalar kabi oqsillar yordamida 
amalga oshadi. Bu aholiga evolyutsiya jarayonida moslashishga imkon 
beradi. 
Gomologik rekombinatsiyadan bakteriyalar va viruslar ham foydalanadilar. 
Bu " 
gorizontal gen o'tkazilishi"
 deb nomlanadi 
, bu jarayon turli
 bakteriyalar 
va viruslar 
o'rtasida genetik material almashadi
 .