Yilda Nature jurnalida Jeyms Uotson

36. Proteomika-bu oqsillarni keng ko'lamli o'rganish . ^[1] [2] Proteinlar tirik organizmlarning muhim qismlari bo'lib, mushak to'qimalarining strukturaviy tolalarini hosil qilish , oziq-ovqatning fermentativ hazm bo'lishi yoki DNKning sintezi va replikatsiyasi kabi ko'plab funktsiyalarga ega . Bundan tashqari, oqsillarning boshqa turlariga organizmni infektsiyadan himoya qiluvchi antikorlar va butun tanaga muhim signallarni yuboradigan gormonlar kiradi.
Proteoma - bu organizm yoki tizim tomonidan ishlab chiqarilgan yoki o'zgartirilgan oqsillarning butun to'plami . Proteomika oqsillarning tobora ortib borayotgan sonlarini aniqlash imkonini beradi. Bu vaqt va hujayra yoki organizm duch keladigan aniq talablar yoki stresslarga qarab o'zgaradi. ^[3]
Proteomika fanlararo soha bo'lib, u turli genom loyihalari, jumladan, Inson genomi loyihasining genetik ma'lumotlaridan katta foyda ko'rgan . ^[4] U protein tarkibi, tuzilishi va faoliyatining umumiy darajasidan proteomalarni o'rganishni qamrab oladi va funktsional genomikaning muhim tarkibiy qismidir .
Proteomika odatda oqsillar va proteomalarning keng ko'lamli eksperimental tahlilini bildiradi, lekin ko'pincha oqsillarni tozalash va massa spektrometriyasiga ishora qiladi . Darhaqiqat, mass-spektrometriya proteomalarni tahlil qilishning eng kuchli usuli hisoblanadi, ham millionlab hujayralardan tashkil topgan katta namunalarda ^[5] , ham bitta hujayrada


37. Qiyosiy genomik duragaylash (CGH) hujayralarni o'stirishga hojat qoldirmasdan, hujayradagi tarkibiy o'zgarishlarni baholashga imkon beradi. Qisqacha aytganda, differentsial etiketli o'simta va genomik DNK oddiy inson metafazasi xromosomalariga kogibridlangan . Har bir DNK namunasi turli rangdagi turli floresan molekulalar bilan etiketlangan. Xromosoma bo'ylab DNK nusxasi sonini baholash uchun floresans nisbatlaridagi farqlardan foydalaniladi. Shuning uchun CGH faqat muvozanatsiz xromosoma o'zgarishlarini aniqlay oladi.
DNK massivi tahlilini qo'llash bilan birgalikda ACGH (massiv qiyosiy genomik duragaylash) yanada o'ziga xos shakli ishlab chiqildi, bu gen tahlili uchun ruxsatni oshirish imkonini beradi. ACGH tahlili bo'yicha, Heitzer va boshqalar. metastatik kolorektal saraton bemorlari [116] . Ularning natijalari CTC-larda nusxa ko'chirish sonining buzilishini ko'rsatdi. ACGH profillari, shuningdek, bitta CTC orasida turli xil buzilishlarni aniqladi.metastatik yo'g'on ichak saratoni tashxisi qo'yilgan bemorlarning CTClarida nusxa ko'chirish soni tahlili va mutatsiya skriningining maqsadga muvofiqligini ko'rsatdi.


38.Gen funktsiyaning ham, rekombinatsiyaning ham, mutatsiyaning ham birligi emasligi genetik tahlil orqali isbotlangan. Shuning uchun funktsiya, rekombinatsiya va mutatsiya birliklarini aniqlash zarurati tug'ildi. Benzer o'z ishini hisobga olib, tsistron (funksiya birligi), rekon (rekombinatsiya birligi) va muton (mutatsiya birligi) atamalarini kiritdi . Cistron elementlari (alellari) cis-trans hodisasini ko'rsatadigan birlik sifatida aniqlandi . Ammo shuni tushunish kerakki, gen irsiyat birligi sifatida hali ham juda foydali atama bo'lib, uni tark etmaslik yoki tsistron atamasi bilan almashtirmaslik kerak. Aslida, tsistrongenning sinonimi emas va bu atamani amalda qo‘llash qiyin, chunki cis-trans testi haqiqatda o‘tkazilmagan bo‘lsa, undan foydalana olmaysiz
Intragenik darajada, rekombinatsiya tadqiqotlari yordamida turli genlar uchun mikroxaritalar dastlab turli xil xromosomalar uchun xromosoma xaritalari intergenik darajada tayyorlanganidek, xuddi shunday tarzda tayyorlangan. Shunday qilib, gen mutatsion saytlar deb ataladigan kichikroq birliklarga ajratildi. Shunday qilib, Drosophiladagi oq ko'z o'chog'i va lozenge lokuslarining har biri bir qator mutatsiya joylariga aylangan. Ko'p sonli organizmlardagi yuzlab boshqa genlar ham xuddi shunday xaritaga tushirilgan.
Shuni tushunish kerakki, tadqiqotning ma'lum bir bosqichida mutatsion joylar soni cheklangan populyatsiya bilan ishlashning eksperimental cheklovlari tufayli minimal bo'ladi. Eksperimental texnikalar takomillashgani sayin, yaxshiroq rezolyutsiyaga erishish mumkin va mavjud mutatsiya joylari yanada ko'proq saytlarga bo'linadi. Yuqorida aytib o'tilganidek, rekombinatsiyani boshdan kechirishga qodir bo'lgan eng kichik birlik rekon deb ataladi. Razvedka yana mutonlar deb ataladigan mutatsiyalar birliklariga bo'linadi va rekombinatsiya tufayli bir nechta mutonlarni ajratib bo'lmaydi. Razvedkada qo'y go'shtirekombinatsiya testi tufayli aniqlanishi mumkin emas, ularni sintez qilingan polipeptid zanjirining aminokislotalar ketma-ketligidagi o'zgarishlar yoki ko'rib chiqilayotgan tsistronning nukleotidlar ketma-ketligi orqali aniqlash mumkin. Mutatsiya bitta bazani almashtirish orqali sodir bo'lishi mumkinligi sababli, bitta nukleotid juftligi mutonning yakuniy chegarasi hisoblanadi. Shuning uchun, tsistron, rekon va muton o'lchamning kamayish tartibida birliklardir va gen tsistronning sinonimi bo'lmagani uchun, yuqorida aytib o'tilganidek, u ushbu ierarxiyaning yuqori qismida bo'ladi. Shunday qilib , gen bir nechta tsistrondan, bir nechta rekonsentli tsistrondan va rekondan iborat bo'lishi mumkinbir nechta qo'y go'shti. Razvedka va muton bir xil o'lchamda bo'lishi mumkin, shuning uchun bunday holatda razvedka bir nechta qo'ylardan iborat bo'lmasligi mumkin .

39. DNK tuzilishining kashfiyoti 1951 yil noyabr oyida Kembrij universitetidagi Kavendish laboratoriyasidan Jeyms Uotson va Frensis Krik King'sdagi ikkala jamoada mavjud bo'lgan ma'lumotlarga o'xshash ma'lumotlardan foydalangan holda B-DNKning molekulyar modelini yaratishni boshladilar . 1951 yil noyabr oyida Franklinning DNK ikki yoki uchta stend bilan spiral bo'lganligi haqidagi ma'ruzasiga asoslanib, ular uch tomonlama spiral modelini qurdilar va bu darhol noto'g'ri ekanligi isbotlandi. ^[66] Xususan, model markaziy yadroni tashkil etuvchi molekulalarning fosfat magistraliga ega edi. Ammo Franklin ta'kidladiki, DNK kristallarining suvda progressiv eruvchanligi kuchli gidrofil bo'lishini anglatadi.fosfat guruhlari strukturaning tashqi tomonida bo'lishi mumkin edi; _{asoslarning CO- va ​​NH 2} guruhlarini titrlashning eksperimental muvaffaqiyatsizligi ularning strukturaning ichki qismida kirish imkoni bo'lmaganligini anglatadi. Ushbu dastlabki muvaffaqiyatsizlik Uotson va Krikni keyingi yilning ko'p qismida boshqa mavzularga e'tibor qaratishga olib keldi.

Model qurish 1951 yilda Linus Pauling tomonidan alfa spiral tuzilishini tushuntirishda muvaffaqiyatli qo'llanilgan edi ^[75] [86] , ammo Franklin modelni to'g'ri yo'naltirish uchun etarli ma'lumotlar olinmaguncha, nazariy modellarni muddatidan oldin qurishga qarshi edi. U modelni qurish faqat tuzilma haqida etarlicha ma'lum bo'lgandan keyingina amalga oshirilishi kerak, deb hisobladi. ^[76] [87] Franklinning ishonchi faqat Poling va Kori ham 1952 yil oxirida (1953 yil fevralda chop etilgan ^[88] ) notoʻgʻri uchli spiral modeli bilan chiqishganida mustahkamlandi. ^[78] Ehtiyotkorlik bilan Franklin chalg'ituvchi imkoniyatlarni yo'q qilishni xohladi. Uning Birkbek ish stolining fotosuratlari shuni ko'rsatadiki, Franklin muntazam ravishda kichik molekulyar modellardan foydalangan, ammo DNK uchun Kembrijda muvaffaqiyatli qo'llanilmagan katta miqyosdagi modellar emas.
1953 yil yanvar oyida Linus Paulingning nuqsonli qog'ozining Kembrijga kelishi Kavendish laboratoriyasi boshlig'i Lourens Braggni Uotson va Krikni o'zlarining namunaviy qurilishini davom ettirishga undashga undadi. ^[89] Olti haftalik qizg'in sa'y-harakatlardan so'ng, ular nukleotid asoslari DNK strukturasining yadrosiga qanday to'planishini, King's jamoasining eksperimental ma'lumotlari tomonidan o'rnatilgan keng parametrlar doirasida, strukturada bitta yoki bitta bo'lishi kerakligi haqida taxmin qilishga harakat qilishdi. takrorlash masofasi 34 Angstrom bo'lgan ko'proq spirallar, ehtimol har bir takrorlashda o'nta element; va gidrofil fosfat guruhlari tashqarida bo'lishi kerak (garchi Uotson va Krik tuzilmani o'ylab topish uchun kurashgan bo'lsalar ham, jarayon davomida ular ba'zida bu taxminlarning har biridan voz kechishdi). ^[89]
Krik va Uotson 1953 yil fevral oyining o'rtalarida Krikning dissertatsiyalar bo'yicha maslahatchisi Maks Perutz Krikga 1952 yil dekabr oyida King'sga Tibbiy tadqiqot kengashi biofizika qo'mitasi tashrifi uchun yozilgan hisobotning nusxasini berganida, yana bir turtki bo'ldi, unda Franklinning ko'plab kristallografik hisob-kitoblari mavjud. ^[90] Bu 34 Angstrom takrorlash masofasini qat'iy tasdiqladi; va strukturaning C2 simmetriyasiga ega ekanligini aniqladi va bu darhol Krikga qarama-qarshi yo'nalishda ishlaydigan parallel va antiparallel iplarning teng sonini o'z ichiga olishi kerakligini tasdiqladi. ^[89]
Franklin Birkbek kollejiga o'tishga qaror qilgani va Rendall barcha DNK ishlari King'sda qolishi kerakligini ta'kidlaganligi sababli, Uilkinsga Gosling tomonidan Franklinning diffraktsiya fotosuratlarining nusxalari berildi. 1953-yil 28-fevralga kelib, Uotson va Krik muammoni Krikga (mahalliy pabda) "hayot sirini topganliklarini" e'lon qilishlari uchun etarli darajada hal qilganliklarini his qilishdi. ^[91] Biroq, ular aniq bo'lishidan oldin o'zlarining modellarini to'ldirishlari kerakligini bilishardi. ^[92] Kingning eksperimental ma'lumotlariga mosligi strukturaning muhim tasdig'i edi. ^[89] [93]
Uotson va Krik 1953-yil 7-martda oʻz modellarini yaratishni tugatdilar, yaʼni Uilkinsdan Franklin nihoyat ketayotgani va “barcha qoʻllarini nasosga” qoʻyishi mumkinligi haqida xat olishdan bir kun oldin. ^[94] Bu Franklinning ikkita A-DNK qog'ozi Acta Crystallographica ga etib kelganidan bir kun o'tib ham sodir bo'ldi . Franklinning biografi Brenda Maddoksning so'zlariga ko'ra, keyingi haftada Uilkins modelni ko'rish uchun kelgan va go'yo Goslingga King'sga qaytib kelgani haqida xabar bergan. ^[95]
DNK tadqiqotlaridagi eng muhim va e'tibordan chetda qolgan lahzalardan biri Franklin B-DNK qo'sh spiral molekula ekanligini qanday va qachon anglab etgani va tan olgani bo'ldi. Klug Franklinning o'limidan keyin uning hujjatlarini birinchi marta ko'rib chiqqanida, u dastlab Franklin Kembrij modeli haqida ma'lumotga ega bo'lgunga qadar ikki tomonlama spiral tabiatga ishonch hosil qilmagan degan taassurotga ega bo'ldi. ^[71] Ammo keyinroq Klug qo'lyozmaning asl loyihasini (1953 yil 17 martda) topdi, undan Franklin allaqachon to'g'ri tuzilmani hal qilgani aniq bo'ldi. ^{Uotson-Krik modeli haqidagi xabar ertasi kuni, 18-mart, [79]} Kingga yetib keldi.Franklin Birkbekga ko'chib o'tganidan keyin bu haqda ancha keyinroq bilib olgan bo'lardi, degan fikrga keldi. Uning daftarini keyingi o'rganish shuni ko'rsatdiki, Franklin 1953 yil fevral oyida B-DNKning spiral tuzilishi haqida o'ylagan, ammo iplar soniga ishonch hosil qilmagan, chunki u yozgan: "2 zanjirli (yoki 1 zanjirli spiral) dalillar. " ^[96] Uning spiral tabiati haqidagi xulosasi yaqqol koʻrinib turardi, garchi u DNK zanjirlarining toʻliq tashkil etilishini tushuna olmagan boʻlsa-da, chunki qarama-qarshi yoʻnalishda harakatlanadigan ikkita zanjir uning xayoliga ham kelmagan


40. Benzer sistemasida tsistronularning o'zaro ta'sirini kuzatish uchun bir xil sitoplazmaga genning ikkita nusxasini qo'yish orqali amalga oshiriladigan komplementatsiya testi asosida aniqlanadi; T4 kabi fag bilan, Benzer ishlatgan tizim, bu bir vaqtning o'zida bakteriyalarni ikkita mutant bilan yuqtirish orqali amalga oshiriladi va g'oya ushbu tizim bilan eng oson tushuntiriladi. Bakterial xost barcha mutantlarning o'sishini cheklash uchun tanlangan, shuning uchun hech qanday mutant o'z-o'zidan bu xostda rivojlana olmaydi; biroq, ba'zida ikkita alohida mutant bilan bir vaqtda infektsiyalangan hujayra fag hosil qiladi, chunki mutatsiyalar bir-birini to'ldiradi - ya'ni har bir mutant boshqasi etishmayotgan funktsiyani beradi. Har bir tajribada ikkita mutatsiya bir xil tsistronga (ya'ni, yuqorida tavsiflangan gen) yoki ikkita turli tsistrona (ularni A vaB ); Shuningdek, mutatsiyalar bir xil genomda, bir-biriga cis yoki turli genomlarda bir-biriga trans bo'lishi mumkin. Shunday qilib, to'rtta mumkin bo'lgan eksperimental vaziyat mavjud:
1.Bir mutantda nuqsonli A geni, ikkinchisida nuqsonli B geni mavjud; mutatsiyalar bir-biriga o'tadi . A mutantida yovvoyi turdagi B geni va B mutantida yovvoyi tip A gen bo'lgani uchun fag bir-birini to'ldiradi va normal ko'payadi.
2.Bir mutatsiya A geniga, ikkinchisi B geniga ta'sir qiladi, lekin ular rekombinatsiya qilingan, shuning uchun ikkalasi bir xil genomda, bir-biriga cis ; boshqa genomda faqat yovvoyi tipdagi genlar mavjud. Bu mutant gen qandaydir tarzda oddiy yovvoyi tipdagi gen ustidan hukmronlik qilmasligini ta'minlash uchun nazorat; fag odatdagidek ko'payadi.
3.Ikkala mutatsiya ham A geniga ta'sir qiladi va ular bir-biriga trans bo'ladi. Ikkala genomda ham yirtqich A geniga ega emasligi sababli, fag ko'paymaydi.
4.Ikkala mutatsiya ham A geniga ta'sir qiladi va ular bir-biriga sis ; boshqa genomda faqat yovvoyi tipdagi genlar mavjud. Bitta genom ikkala yovvoyi genga ega bo'lganligi sababli, fag an'anaviy tarzda ko'payadi.


41. a) Cistron: - Bu bitta polipeptid ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan barcha ma'lumotlarni o'z ichiga olgan va transkripsiyani boshlash va to'xtatish signallari bo'lgan kodlash ketma-ketliklari va tartibga solish ketma-ketliklarini o'z ichiga olgan DNK segmentidir. Allellar cis-trans hodisasini namoyon qiladi.
b) Muton: - Bu atama Benzer tomonidan kiritilgan. U tsistron ichidagi eng kichik o'zgaruvchan joyni tasvirlaydi. Bu mutatsiya hodisasida ishtirok etishi mumkin bo'lgan genning eng kichik qismidir. Bu asosan bitta nukleotid juftligi bo'lishi kerak. Ba'zida qo'y go'shti oddiy nukleotid bo'lishi mumkin yoki u radioaktiv element bo'lishi mumkin, ba'zan esa qo'y 3-4 nukleotiddan iborat bo'lishi mumkin.
c) Recon: - Recon rekombinatsiya birligi. Bu atama Seymur Benzer tomonidan eng kichik rekombinant birlik uchun kiritilgan. Recon - hozirgi tsistron ketma-ketligining bir qismi yoki segmenti. Bu gen hududi bo'lib, unda krossingover bo'lishi mumkin emas, hozirda bitta nukleotid juftligi ma'lum.
Eslatma:Sistron genlarning sinonimi emas. Masalan, tsistron uchun operon - bu RNKning qo'shni segmentini yaratish uchun transkripsiya qilingan, lekin bir nechta tsistron/genni o'z ichiga olgan DNKning cho'zilishi. Insertion mutatsiya beta-talassemiyaga olib keladi. Xromosomalarni yo'q qilish Cri-du-chatga sabab bo'ladi. Xromosoma translokatsiyasi Filadelfiya xromosomasini keltirib chiqaradi. Xromosomalarning ko'payishi saratonning ma'lum bir turini keltirib chiqaradi.