Dnk transkripsiyaSI

Gistonli genlarning klasteri

43-rasm. Gistonli va r-RNKlarning genli klasterlari:
A – gistonli genlarining klasteri, B – r-RNK genlarining klasteri

Hozirgi kunda genlarni bir necha xil guruhlarga bo’lib tadqiq qilinadi. Birinchi sinf genlarini matritsali yoki nomatritsali biokimyoviy jarayonlarni amalga oshiruvchilar bo’lib, ularga quyidagilar kiradi:

• 
  Oqsil sintezini belgilovchi genlar bo’lib, ular matritsali replikatsiyani, transkripsiya va translyatsiyalarni amalga oshiradi;
  
• 
  Ribosom va transport RNK larni sintezlovchi genlar;
  
• 
  Strukturali oqsillarni, aminokislotalarni, azotli asoslarni va uglevodlarni sintezlovchi genlar;
  

Genlarning ikkinchi sinfiga quyidagilar kiradi:

• 
  RNK-polimeraza I ishtirokida ribosom RNKlarni (18S, 5,8S, 28S) transkriptlovchi genlar;
  
• 
  RNK-polimeraza II ferment yordamida oqsillarni kodlovchi genlarning transkripsiyasi;
  
• 
  5S-r-RNK, t-RNK va kichik yadroviy (ky) RNKlarni RNK-polimeraza III yordamida transkriptlovchi genlar.
  

Funksional vazifasiga qarab ham genlar ikki guruhga bo’linadilar: bir turdagi genlar hujayralardagi xususiy oqsillarni sintezlovchi bo’lsalar, ikkinchi xildagilar esa har xil fraksiyali RNKlar sintezini boshqaradilar. Genlarning ekspressiyasi bo’yicha ham ular bir-birlaridan farq qiladilar, jumladan:

• 
  “Xo’jalik” (housekeeping genes) genlari bo’lib, ularning mahsulotlari har qanday hujayralarni hayotiy faoliyati uchun zarur hisoblanadi;
  
• 
  To’qima spetsifikligini belgilovchi genlar maxsus funksiyali hujayralarda bo’lib, ularning funksional faolligi ayrim to’qimalarda ontogenezning muayyan bosqichlarida namoyon bo’ladi. Ilmiy ma’lumotlarga qaraganda, sutemizuvchilar va odamlarning to’qimalarida hamma genlarning 2-3% faoliyat ko’rsatadi. Jigar hujayralarida ~5% miyada esa 9-10 % faollikda ishlaydi.
  

Eukariot organizmlarda boshqa genlardan yana onkogenlar uchraydi. Ular hujayralarning bo’linishi orqali ko’payishi va ularning transformatsiyasini boshqaruvchi normal genlarning faoliyatiga to’sqinlik qilib ingibirlaydi. Salbiy genlardan yana bir xillari protoonkogenlar bo’lib, ular sutemizuvchilarning normal hujayralaridagi DNKning bir qismi hisoblanib tuzilishi bo’yicha virus RNKlariga o’xshaydi. Bunday genlarning oilasi hujayralarning proliferatsiyasi va differensirlanishida asosiy rol o’ynaydilar. Lekin ular mutatsiyaga uchrasalar protoonkogenlar transformatsiya asosida hujayralarda onkogenli genlarga aylanadi.
Genlarning yana bir xillarini gomeozistik (gomitotik) genlar deb atalib, ular organizm rivojlanishida regulyatorlik vazifasini bajaradilar. Gomeozistik genlarning funksiyasi normal hujayrani alohida rivojlanish tizimini belgilab, har xil genlarning ekspressiyalarini faoliyati natijasida organizmning oxirgi mahsuloti bo’lmish ko’z, qanot, oyoqlar va boshqa a’zolarning shakllanishi bilan yakunlanadi. Gomeyotik genlar umurtqali, umurtqasiz hayvonlarda aniqlanib, ularning miqdori sutemizuvchi va ayniqsa, odamlarda juda ko’pligi aniqlangan. Bunday genlar to’rtta klasterga yig’ilib, har biri bir necha xilli genlarning o’zaro birikishidan shaklanadi. Bunday genlarning miqdori sutemizuvchilar va odamlarda 39 ta ekanligi va ular to’rtta xromosomalarda joylanganligi aniqlangan. Gomeyotik genlarning mahsulotlaridan oqsil goeodomenlar bo’lib, ular ayrim genlarning ekspressiyasini faollashtirsa, boshqalarni esa ingibirlaydi. Gomeyotik genlarning ekzonlari gomeodomen oqsillarini kodlovchi qismlarini gomeobokslar deyiladi. Gomeodomen polipeptidi 60 xil aminokislotalardan tashkil topgan. Bunday genlarning gomeodomenlari bir-birlariga 80-90% atrofida gomologik bo’ladi.
Genlar mitoxondriya genomida ham uchraydilar. Hayvon mitoxondriyalariga nisbatan o’simlik tarkibidagi mitoxondriyalarda genlarning soni 150 marta ko’p bo’ladi. O’simlik mitoxondriyalaridagi (mt DNK) genlarida intronlar bo’lib, hayvonlarda esa bo’lmaydi.
Inson hujayrasida bir necha yuz mitoxondriyalar bo’lib, ularning har birida katta bo’lmagan o’ntadan DNK molekulalarini tutadi. Hozirgi kunda mt DNK to’liq sekvinirlangan. Qo’sh ipsimon doira shaklidagi mtDNK 16569 ta nukleotidlardan tashkil topib, tarkibida ikkita gen r-RNK uchun 22 genlar t-RNKga tegishli bo’lib, 13 dona genlar esa polipeptidlarni belgilovchilar borligi aniqlangan. MtDNK molekulasida hammasi bo’lib, 37 ta genlar joylashgan. Mitoxondriyadagi mingdan ortiq oqsillarni kodlovchi genlar yadroda bo’ladilar. Ular yadroda transkribirlanib, sitoplazmada translyatsiyaga uchrab, mitoxondriyalarga importirlanadi. Odamda uchraydigan mitoxondriyali patologiyaning sababi - yadroviy va mtDNK o’rtasidagi genlarning o’zaro munosabatlarini buzilishidan kelib chiqadi. Mitoxondriyalarning nasldan-naslga uzatalishi ona tomonidan bo’lib, zigotadagi sitoplazmada mitoxondriyalarning shakllanishi ayol tomonidan belgilanadi.
Hujayrada mtDNK molekulasining miqdori bir necha ming bo’lishi mumkin. Hamma hujayra va to’qimalarda har xil turdagi normal mtDNK bo’lib, mazkur holatni gomoplazmiya deb ataladi. Agar genlarda mutatsiya sodir bo’lib, mutantli klonlar amplifikatsiya asosida hujayrada ko’paysa, bunday muhitni geteroplazmiya atamasi orqali belgilanadi. Shunday hujayra, to’qimalar normal va mutantli mtDNKlarning populyatsiyasidan tashkil topadi.
O’simlik to’qima va hujayralarida plastidning (xloroplastlar) DNK genlari (xlDNK) faoliyat ko’rsatadi. Xloroplastlarda fotosintez jarayonini ta’minlaydigan fermentlarni saqlaydi. Mazkur strukturalar haqidagi irsiy axborotlar yadroviy va xloroplast genlarida saqlanadi. Ma’lumki, xloroplastlar faqat fotosintezni amalga oshiruvchi o’simliklarda bo’ladi. Hujayrada xloroplastlarning soni bir necha 100 bo’lib, suv o’simligi xlamidomonadada (bir hujayrali) bitta xloroplastdan iborat, yuqori o’simliklarning mezofillasida faqat 30 dona xloroplastlar borligi aniqlangan.
Xloroplastlarning DNKsi doira shaklidagi strukturaga ega. Ayrim o’simliklardagi xloroplastlarning genomi sekvinirlangan. Xloroplast genomining o’lchami 120-160 t.j.n.ga teng (1 kilobaza yoki 1 kb=1 t.j.n. barobar bo’lib, tarkibi 1000 juft nukleotidan iborat). Ko’pchilik xloroplast genlarining joylanish tartibi ham aniqlangan. Plastidlarning faoliyat ko’rsatishlarida 120 ta gen ishtirok etadi. Xloroplastlarning xlDNKsida 28 xil genlar, fotosintez jarayonini kodlashda qatnashadilar. Xloroplast DNKsidagi genlar to’rtta RNK-polimerazadagi subbirliklarni, to’rt xil rRNKni, 32 turdagi t-RNKni va yana xloroplastli ribosomalardagi oqsillarni uchdan birini kodlaydilar. Plastidalar fotosintezdan tashqari, boshqa funksiyalarni ham bajaradilar, ularni kodlovchi genlar yadroda joylashgan.
Xulosa qilib shuni ta’kidlash mumkinki, oxirgi 20 yil ichida gen haqidagi molekulyar konseptsiya yangi eksperimetal ma’lumotlar bilan sezilarli darajada boyigan. Ulardan ayrimlarini keltiramiz:

• 
  Eukariot genlarining tarkibi kodlovchi segmentlar (ekzonlar) va kodlamaydigan (intronlar)dan tashkil topgan;
  
• 
  Prokariot va eukariot genlarida harakatchan – mobil genetik elementlar borligi aniqlangan;
  
• 
  Ayrim sistronlar boshqa sistronlarning ichki qismida yoki intronlarda joylashgan;
  
• 
  Infeksiyani tarqatuvchi agentlardan oqsil tabiatli prionlar tarkibida genlar yo’qligi aniqlangan;
  
• 
  Genlarning “gorizontalli ko’chirilishini” tashuvchilar (virus, plazmida, mobil elementlar) turlararo to’siqlarni yenga oladilar.
  

Yuqoridagi ilmiy ma’lumotlar gen muhandisligi uslubiyoti (sekvinirlash, vektor orqali genlarni ko’chirish, genomli banklar yaratish) va bioinformatika yutuqlari asosida (genomikali va proteomikali kompyuterlar yordamida, genetik matnlarni taqqoslash) fizik-kimyoviy tajribalar yordamida qo’lga kiritilgan.