Құрастырушылар

Сонымен қатар, адам геномы митохондрия геномын және цитоплазмада, ядрода кездесетін сақиналы ДНҚ молекулаларын-да қамтиды. Митохондрия ДНҚ-сының (мтДНҚ) геномы 16569 н.ж. тұратын қос тізбекті сақиналы молекула болып табылады. Әрбір митохондрияда 10-шақты ДНҚ молекуласы кездеседі. мтДНҚ-сында интрондар болмайды, оның құрамында 2р РНҚ, 22-т РНҚ және 13 фосфорлау полипептидтерінің гендері кездеседі. Митохондрий геномы 1981 ж. толық анықталған. АDРD-Альцгеймер ауруы/Паркинсон ауруы; DEAF-естудің нейросенсорлық кемістігі; LHON-Лебердің нейроофтальмопатиясы; LDYТ-LHON, МЕLAS-митохондриялық миопатия, энцефалопатия; NARP-нейропатия, атаксия, пигменттік ретинит; РЕМ-энцофаломиопатия.

Кейінірек «бір ген –бір ақуыз» гипотезасы «бір ген -бір полипептид» деген ұғымға айналды, себебі көптеген ақуыз молекулалары бірнеше полипептидтерден тұратындығы белгілі болады, мыс. гемоглобин молекуласы 4. полипептид тізбегінен құрылған- 2α және 2β.

Гендердің жіктелуі түрліше болып келеді, мыс. аллельді, аллельсіз гендер; летальды, жартылай летальды гендер; структуралық (құрылымдық) гендер, модуляторлық гендер, реттеуші гендер т.б.

Структуралық (құрылымдық) гендерге-ферменттерді, рибосома ақуыздарын, гистондық ақуыздарды, РНҚмолекулаларын анықтайтын гендер жатады. Модуляторлық гендерге ингибиторлар және супресорлар, интенсификаторлар және модификаторлар кіреді. Реттеуші гендерге структуралық гендердің экспрессиясын реттейтін гендер-энхансерлер, операторлар, промоторлар, аттенюаторлар, терминаторлар т.б. жатады.

Қызметтік белсенділігіне қарай гендерді-конститутивтік, реттелуші гендер, қозғалғыш генетикалық элементтер –транспозондар т.б. деп бөледі. Конститутивтік гендер дегеніміз- ағза онтогенезінің барлық сатыларында және барлық жасушаларда үнемі актив экспрессияланатын гендер. Бұл гендердің өнімдері (РНҚ, ақуыздар, рибосома ақуыздары, гистондар т.б.) жасушалардың негізгі тіршілігін қалыптастырады, сондықтан олар кез-келген жасушалардың тіршілігі үшін қажет, оларды кейде «тұрмыстық» гендер деп те атайды. Реттелуші гендер (көбінесе құрылымдық-структуралық гендер) жасушаның ерекше қызметтерін, құбылыстарын, қамтамасыз ететін арнайы ақуыздардың синтезделуін кодтайды және олардың экспрессиялануы әртүрлі реттеуші факторлар әсерлеріне байланысты болады.

Геннің алғашқы өнімдерінің қызметтеріне қарай гендерді бірнеше топқа бөледі: ферменттер гендері; ақуыз қызметтерінің модуляторлары; рецепторлар гендері; транскрипция факторларының гендері, жасушаішілік және жасуша сыртындағы матрикстің ақуыздарының гендері, трансмембраналық тасымалдаушылар гендері; иондық арналар құрылымының гендері; гормондар гендері; иммуноглобулин гендері.

Адам ағзасының жасушаларының негізгі құбылыстарына қатынасатын гендердің ара қатынасы төмендегідей: 22 %-РНҚ және ақуыз синтезін қадағалайтын гендер; 12%-жасуша бөлінуін реттейтін гендер; 12% жасуша сигналдарының гендері; 12%- жасушаны қорғауды қамтамасыз ететін гендер; 17%- зат алмасу гендері; 8%-жасуша құрылымдарының гендері; 17%-гендердің қызметтері белгісіз.

Гендердің өлшемі түрліше болып келеді. Көптеген гендердің өлшемі 50 000 н.ж. тең, ал олардың орташа ұзындығы- 27 000 н.ж. тең. Гендердің өлшемдеріне қарай-шағын гендер -өлшемі 800-4000 н.ж. аралығында, оларға α, β-глобин, инсулин (1500 н.ж.) гендері жатады; орташа гендер -өлшемі 11000-45000 нж. аралығында, бұларға коллаген (18000 н.ж.), альбумин (25 000 н.ж.) т.б. гендері жатады; үлкен гендер-өлшемі 50000-90000 н.ж. аралығында-фенилаланингидроксилаза гені; алып гендер- өлшемі 100000 н.ж. артық, мыс. қан ұюының VІІІ факторының гені- 186 000 н.ж., супер алып гендер-өлшемі миллиондаған н.ж.-дистрофин гені 2 млн. н.ж. көп.

Қозғалғыш генетикалық элементтер–автономдық генетикалық бірліктер, олардың нуклеотидтер бірізділігінде осы элементтерді ДНҚ-ның бір жерінен екінші жеріне ауысуын, орын алмастыруын, қамтамасыз ететін ақуыздар туралы ақпарат болады. Геннің мұндай орын алмастыруын транспозиция деп атайды (оларды кейде секіруші гендер деп те атайды).

Транспозиция–орын алмастырушы (көшетін, секіретін) элементтің (ген) аяқ жағында орналасқан нуклеотидтер бірізділігімен арнайы ақуыз молекуласының әрекеттесуі нәтижесінде жүзеге асады. Ол екі кезең арқылы жүреді: 1) қозғалғыш элементтер (гендер) молекуласының аяқ жағындағы нуклеотидтер бірізділігі тізбектері ажырасқан ДНҚ-нысанамен қосылады; 2)қозғалғыш элемент (ген) репликацияланады, ал ДНҚ-нысана репликацияланбайды. Осылайша қозғалғыш элементтердің бір көшірмесі ДНҚ-нысана молекуласына жалғанады, ал екіншісі өз орнында қалып қояды. Қозғалғыш элементтердің 2 түрі белгілі: 1) кішкентай инсерциялық бірізділіктер (İS) және 2) үлкен, ірі (мың нуклеотидтерден де көп) транспозондар (Тп). Транспозондарда (Тп) транспозицияны қаматамасыз ететін гендермен қатар жасушаның маңызды қасиеттерін қалыптастыратын гендер де болады, мыс. Тп-3, оның өлшемі 4957 н.ж. және онда ампицилинге төзімділікті қалыптастыратын β-лактамаза ферментін кодтайтын ген болады.

Тп және İS-лардың негізгі қызметтері-өздерінің қыстырылып орналасқан жерлеріне жақын орналасқан гендердің экспрессиялануын реттеу, яғни кейбір гендердің экспрессиялануын активтендірсе, кейбіреулерін керісінше- активсіздендіреді. Сонымен қатар, олар ДНҚ-нысана молекуласын бірнеше бөлшектерге нақтылы, дәл кесу немесе қалпына келтіру қабілеттеріне де ие. Тп-дар инверсия немесе делеция типті мутациялардың пайда болуының себебі де болуы мүмкін.

Ген әрекеті дискретті болады, яғни әрбір ген ағзаның нақтылы белгісінің дамуын анықтайды. Ген әрекеті нақтылы болады, яғни әрбір ген белгілі бір полипептид молекуласы туралы ақпаратты кодтайды. Бірақ кейде, бір ген бірнеше полипептид молекуласының синтезделуіне қатынасуы мүмкін. мыс. балама сплайсинг кезінде. Ген әрекеті плейотропты болуы мүмкін, яғни бір ген бірнеше белгінің дамуын қадағалайды, себебі оның өнімі- полипептид, әртүрлі биохимиялық құбылыстарды катализдейді. Ген әрекеті дозалық сипатқа ие болады, яғни бір геннің экспрессиялануы оның аллельдерінің дозасына байланысты болады. Мыс. НвS гені. Ол гемоглобин молекуласында құрылысы өзгерген β-глобиннің синтезделуіне алып келеді, бұл эритроциттер формасын өзгертіп-орақ пішінді анемия (қан аздылық) ауруының себебі болып табылады. Егер ағзада осы геннің екі данасы (дозасы) кездессе НвS/ НвS онда орақ жасушалы анемияның өте ауыр, қатал түрі дамып ағзаның өліп қалуына алып келеді, ал егер осы аллель бір дана (доза) күйінде кездессе НвS/ НвА, онда эритроцит формасы шамалы ғана өзгереді де анемияның жеңіл түрі дамиды.

Оқушылардың өтілген тақырып бойынша білімін тексеру.

Бақылау сұрақтары (кері байланыс) 18 мин (10%)

• 
  Оқущылардың білімін жан жақты тексеру
  
• 
  Сұрақтарды дұрыс және мазмұнды құрастыруға мән беру
  

1. 
   Геном ұғымына түсініктеме бер?
   
2. 
   Адам геномы?
   
3. 
   Эукариоттар геномы?
   
4. 
   Прокариоттар геномы?
   
5. 
   Қозғалғыш генетикалық элементтер?
   

Оқушылардың білім деңгейін бағалау. Келесі сабақтың тақырыбын хабарлау

Эукариот пен прокариот геномдарының құрылымдық және функциональды ұйымдасуының ерекшелігі. Митохондрия геномының ұйымы.

1.С.А.Әбилаев «Молекулалық биология және генетика» - Оқулық.Шымкент – «АСҚАРАЛЫ» баспасы,2008ж.

1.Медицинская биология и генетика / Под. Редакцией Куандыкова Е.У. – Алматы,2004

2. Мушкамбаров Н.Н.Кузнецов С.Н.Молекулярная биология.Учебное пособие для студентов медицинских вузов – Москва: Наука,2003,544с.

3. Ньюссбаум Р.И.др.Медицинская генетика: учебное пособие / пер.с англ.под.ред.Бочкова Н.П – М.,2010. – 624с.

4. Притчарт Д.Дж., Корф Б.Р.Наглядная медицинская генетика / пер.с англ.под.ред.Бочкова Н.П. – М.,2009 – 200с.

1.Введение в молекулярную медицину / под.ред.Пальцева М.А. – М.,Медицина,2004

2. Генетика. Учебник / под.ред.академика РАМН Иванова В.И. – М., ИКЦ «Академкнига»,2006 .

3.Гинтер Е.К.Медицинская генетика – М.,Медицина,2003.

4. Казымбет П.К., Мироедова Э.П.Биология.Учебное пособие – Астана,2006,2007.

5. Медицинская паразитология.Учебное пособие.Барышников Е.Н. – М., ВААДОС – пресс,2005.

6. Пехов А.П.Биология и общая генетика. Учебник – СПб,2006.

7. Фаллер Д.М., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки. Руководство для врачей. Пер с англ. – М.: БИНОМ – Пресс,2003.

• 
  Оқушылардың сабаққа қатысуын тексеру
  

• 
  Тақырыпты жоспарымен таныстыру
  
• 
  Түсіндірілетін материалдық негізділігімен жеткізілуінің ғылымилығы
  
• 
  Жаңа сабақты сапалы игеру үшін түрлі оқу әдістерін қолдану.
  

Адамның сома жасушасындағы (2п) ДНҚ-ның жалпы мөлшері 6,4.10⁹ н.ж. тең, яғни гаплоидтық хромосома жиынтығында (n)-3,2.10⁹ н.ж. ДНҚ молекуласының 99,5 % хромосомаларда кездеседі және бұл ядро ДНҚ-сы болып табылады. Ядродан тыс ДНҚ молекуласы–митохондрияларда, цитоплазмада (0,5%)–сақиналы ДНҚ күйінде кездеседі.Адам геномын секвендеу, адам геномының табиғи нұсқаларын талдау, ең жиі кездесетін полиморфизм-жекелеген нуклеотидтер полиморфизімін, (SNP-Single Nukleotide Polymorphism) ашуға, полиморфизм картасын құрастыруға мүмкіндік берді. Жекелеген нуклеотидтер полиморфизмі дегеніміз-ДНҚ молекуласының бір бөлімінде бір нуклеотидтің екінші бір нуклеотидпен алмастырылуы. Бұл фермент белсенділігінің өзгеруіне алып келеді. ЖНП –ДНҚ-ның әрбір килобазасында (1 кб=1000 нуклеотидке тең) кездеседі. Адам геномының ұзындығы 3,2 млрд н.ж. тең десек онда геномда кездесетін ЖНП жалпы саны 1,6-3,2 миллиондай болады. Олардың 2,5 миллионға жуығы анықталды. Әрбір адам бір-бірінен ген құрамында кездесетін бір нуклеотидтер жұбының өзгеше болуы арқылы ерекшелінеді және бұл адамдар фенотипінің сан алуан түрлі болуына алып келеді. ЖНП қартасын құрастыру мультифакторлы полигенді патологиялардың, мыс. рак, диабет, психикалық аурулар т.б. дамуына жауапты гендерді идентификациялауға мүмкіндік берді. Сонымен қатар, адам геномы митохондрия геномын және цитоплазмада, ядрода кездесетін сақиналы ДНҚ молекулаларын-да қамтиды. Адамның сақиналы ДНҚ-сы толық зерттелмеген оның өлшемі 150 н.ж.-тан - 20000 н.ж. дейін болады. Ядроның сақиналы ДНҚ-сы онкогендермен уларға төзімділік гендерінің амплификацияланған (көшірмеленген) учаскелері болып табылады. Адам геномының жалпы ұзындығы 3000 – 3500 см тең.

• 
  Оқущылардың білімін жан жақты тексеру
  
• 
  Сұрақтарды дұрыс және мазмұнды құрастыруға мән бер
  

1. 
   Ген ұғымына түсініктеме бер?
   
2. 
   Ген түрлері:аллельді, аллельсіз, летальды,жартылай летальды,класстерлі,структуралық гендер?
   
3. 
   Цистрон дегеніміз не?
   

Оқушылардың білім деңгейін бағалау. Келесі сабақтың тақырыбын хабарлау

Адам геномының ұйымдасуы.

1.С.А.Әбилаев «Молекулалық биология және генетика» - Оқулық.Шымкент – «АСҚАРАЛЫ» баспасы,2008ж.

1.Медицинская биология и генетика / Под. Редакцией Куандыкова Е.У. – Алматы,2004

2. Мушкамбаров Н.Н.Кузнецов С.Н.Молекулярная биология.Учебное пособие для студентов медицинских вузов – Москва: Наука,2003,544с.

3. Ньюссбаум Р.И.др.Медицинская генетика: учебное пособие / пер.с англ.под.ред.Бочкова Н.П – М.,2010. – 624с.

4. Притчарт Д.Дж., Корф Б.Р.Наглядная медицинская генетика / пер.с англ.под.ред.Бочкова Н.П. – М.,2009 – 200с.

1.Введение в молекулярную медицину / под.ред.Пальцева М.А. – М.,Медицина,2004

2. Генетика. Учебник / под.ред.академика РАМН Иванова В.И. – М., ИКЦ «Академкнига»,2006 .

3.Гинтер Е.К.Медицинская генетика – М.,Медицина,2003.

4. Казымбет П.К., Мироедова Э.П.Биология.Учебное пособие – Астана,2006,2007.

5. Медицинская паразитология.Учебное пособие.Барышников Е.Н. – М., ВААДОС – пресс,2005.

6. Пехов А.П.Биология и общая генетика. Учебник – СПб,2006.

7. Фаллер Д.М., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки. Руководство для врачей. Пер с англ. – М.: БИНОМ – Пресс,2003.

• 
  Оқушылардың сабаққа қатысуын тексеру
  

• 
  Тақырыпты жоспарымен таныстыру
  
• 
  Түсіндірілетін материалдық негізділігімен жеткізілуінің ғылымилығы
  
• 
  Жаңа сабақты сапалы игеру үшін түрлі оқу әдістерін қолдану.
  

ғана белгісінің басым болуы доминанттық деп аталады. Генетикада Гендерді латын алфавитінің әріптерімен белгілеу қалыптасқан, мыс., доминантты Генді бас әріппен (А), ал рецессивті (басылыңқы) Генді кіші (а) әріппен белгілейді. Микроорганизмдерде белгілі бір қосылыстар синтезіне жауапты Гендерді сол қосылыстар атауының алғашқы әріптерімен және “+” (қосу) белгісімен белгілейді, мыс., hіs+ — гистидин Гені, leu+ — лейцин Гені, тағыда басқа Гаметалардың түзілуі мен ұрықтану процестеріндегі әр түрлі Гендер бойынша белгілердің тәуелсіз ажырауы мен гомологтық емес хромосомалар әрекетінің арасындағы қатарластық (параллелизм), тұқым қуалаушылықтың хромосомалық теориясының негізін қалады. Бұл теориябойынша Гендер хромосомаларда тізбектеле орналасады да, олар тұқым қуалаушылықтың материалдық негізін қалайды (қ. Мейоз). Клеткадағы ақуыздың синтезделуі және олардың қарым-қатынасы туралы ақпарат тек Гендерде болады, яғни әрбір Ген белгілі бір ақуыз (полипептидті тізбек) синтезіне жауапты. Белок синтезін бақылай отырып, Ген организмдегі барлық химиялық реакцияларды басқарады, яғни оның белгілерін (мысалы, шаштың түсін, қанның тобын, өсуді және т.с.с.) анықтайды. Гендер өзінде болатын ферменттер құрылымы және басқа клеткалық ақуыздар туралы ақпарат есебінен клеткалық метаболизмге бақылау жасайды. Ал ферменттер тірі организмдерде жүретін барлық химиялық реакцияларды басқаратын биокатализатор рөлін атқарады.Геннің құрылымы мен қызметін, Ген мен ферменттер арасындағы өзара байланысты әрі қарай тереңдете зерттеудің нәтижесінде “бір ген — бір полипептид” деген ұғым тұжырымдалды.Геннің қызметі туралы қазіргі көзқарастың қалыптасуына Америка ғалымдары Д. Бидл, Э. Тейтем (Татум) және С. Бензер жүргізген зерттеулердің әсері көп болды. ДНҚ-да “жазылған” (кодталған) тұқым қуалау туралы генетикалық ақпарат РНҚ молекуласына беріледі де, ақуыз биосинтезі (трансляция) нәтижесінде ақуыз молекулалары құрылымынан көрініс табады. Генетикалық ақпараттың ДНҚ-дан РНҚ арқылы полипептидтер мен белоқтарға тасымалдануы экспрессия немесе Гендердің көрінуі деп аталады. ДНҚ-ның басқа Гендердің белсенділігін реттейтін бөліктерін реттеуші Гендер деп атайды. Реттеуші Гендер басқа молекулалармен әрекеттесе отырып, сол клеткадағы ақуыз синтезіне әсер етеді. Геннің маңызды қасиеттерінің бірі — олардың жоғары тұрақтылығының (ұрпақтар бойында өзгермеушілігі) тұқым қуалағыш өзгерістерге — мутацияға ұшырау қабілеттілігімен үйлесімділігі. Бұл қасиет табиғи сұрыпталудың, оның нәтижесінде организмдер өзгергіштігінің негізі болып табылады.