1.2 Қоршаған ортаны қорғаудағы мемлекеттiк iс- шаралардың жүргiзiлуi
Қазiргi кезде қалыптасып отырған күрделi экологиялық жағдай, әсiресе бiздiң мемлекетiмiзде табиғатты қорғауда декларациялы iс-шараларды емес, iс-жүзiндегi нақтылы iс- шараларды талап етедi. Көрсетiлiп жатқан iс- шараларға қарамай, елiмiздегi экологиялық жағдайды қалпына келтiру жұмыстары қанағаттанарлық емес. Тiптi қай жерлерде болмасын, кризистi жағдайлар қалыптасып алаңдаушылық туғызуда [36,37].
Ластанумен күресудiң барлық түрлерi мен бағыттарының iшiнде ең бiрiншi экологиялық залалдың пайда болуына кедергi бола алатындарына мән берген жөн. Осындай жолдардың бiрi табиғи ресурстарды үнемдi пайдалану болып табылады [39].
Табиғат пайдалануды басқару табиғатты тиімді пайдалану, табиғи ортаны қорғауды ғылыми негізде жоспарлау, құқықтық ережелерді дайындау, экономикалық ынталандыру, техникалық-ұйымдастырушылық, экологиялық және экономикалық шараларды белгілеу, оларды қаржыландыру және орындалуын қадағалау арқылы жүргізіледі [40].
Табиғат пайдалануды басқару аса күрделі процесс, өйткені мұнда табиғи және қоғамдық құбылыстар бір-бірімен тығыз байланысып жатады. Сондықтан кешенді , жүйелі басқаруды талап етеді. Табиғат қорғау және тиімді пайдалану шешімдерін дайындау, қабылдау үшін мемлекеттік есеп беру жүйесінің мәліметтері пайдаланады. Қоршаған ортадағы заттардың табиғи мөлшерiн қалыпты ұстау үшiн халықаралық және мемлекеттiк дәрежедегi биосфералық қорықтар жүйесi ұйымдастырылған. Мұндай мемлекет территориясында қоршаған табиғи ортаны бақылау қызметтерiнiң жүйесi, ұлттық мониторингтiң құрамдас бөлiгi болуы керек [ 41,42].
1992 жылы Рио-де-Жанейрода “Жер планетасы” деген атпен өткен жоғары дәрежедегi кездесуде БҰҰ-ның климаттың өзгеруi туралы конвенциясына 157 мемлекеттiң өкiлдерi қол қойды. 1993-1995 жылдары Казгидромет пен КазЗИ Москвада “Парниктi газдар және Қазақстандағы климаттың өзгеруi” атты бiрiккен қазақ- американ жобасы орындалды. Бұл жобаның шеңберiндегi жұмыстар мынадай бағыттарды қамтиды: Қазақстандағы климаттың аймақтық өзгерiсiн анықтау және бағалау, парниктi газдардың эмиссиясы мен ағынын тiркеу, экономиканың әр саласында парниктi газдардың бөлiнуiн шектеу шараларының орындалуын бағалау, т.б. Негiзгi өндiрiс көзi-энергиялық сектор болып табылады. Екiншi орынды жер астындағы көмiр шахталарынан және ауыл шаруашылығы секторларынан бөлiнетiн метан газы иелендi [43,44].
Тұрақты даму концепциясы мен Рио-92 Декларациясының принциптерi адамзаттың экологиялық, әлеуметтiк-саяси және экономикалық тұрғыдан дамуын қамтиды. Осы саладығы дүние жүзiн қамтып отырған мәселелер барлық мемлекеттердiң өзара бiрiгiп, қызмет етуi қажеттiгiн анықтай түседi.
Қазақстан Республикасында әртүрлi дәрежеде шөлге айналған территориялардың ауданы 179,9 млн га немесе 60% -ке жеткен. Себебi, экожүйелердiң ерекшелiктерi мен мүмкiндiктерiн, олардың антропогендi қысымға төзiмдiлiгiн ескермей табиғи ресурстар эксплуатацияланған. Конвенцияда территорияларды шөлге айналдырмау мақсатында жүргiзiлетiн iс-әрекеттердiң механизмi жан-жақты қарастырылған, жүргiзiлетiн жұмыстардың негiзгi бағыты көрсетiлген, ғылыми және техникалық тұрғыдан өзара бiрiгiп жұмыс iстеуге жағдай жасау және көмек көрсету шаралары ескерiлген [45,46].
Қоршаған ортаның келешектегi дестабилизациясын болдырмау және деградацияланған табиғи жүйелердi қалпына келтiру мен жағдайын жақсарту үшiн жерді дұрыс пайдалану, шабындықтар мен жайылымдарды жақсарту, ормандарды қалыптастыру, техногендi ландшафтарды мелиорациялау, қорғауға алынған территориялар жүйесiн ұйымдастыру сияқты iс- шаралар ұсынылды [47,48].
Жердi игеру жұмыстарда топырақты интенсивтi өңдеудiң әсерiнен көп мөлшерде гумус қабаты жойылуда. Осыған байланысты топырақтың өнiмдiлiгiн сақтаудың жолдары ұсынылуда: топырақтың минералдылығын арттыру үшiн шымтезектi пайдалану, аралық дақылдарды, көп жылдық бұршақ тұқымдастар мен астық тұқымдастарды өсiру және қалыпты мөлшерде минералды тыңайтқыштармен өңдеу.ұнай өнiмдерiмен ластанған топырақты залалсыздандырып, оны құрылыс материалы ретiнде немесе оған қоспа ретiнде пайдалануға болатын әдiс ұсынылуда. Бұл әдiс жоғары температуралық өңдеудi қажет етедi, яғни ластанған топырақ күйдiрiлiп, жабыстыратын қоспалар қосу арқылы құрылыс материалдары дайындалады [49].
2. НЕГІЗГІ БӨЛІМ
-
Зерттеу орындары мен зерттеу объектісіне сипаттама
Зерттеу жұмысы Шымкент қаласының территориясында жүргізілді. Шымкент қаласы Қазақстан Республикасындағы ірі өндіріс орталықтарының бірі болып саналады. Қалада өндіріс пен энергетика салаларының қарқынды дамуы қоршаған ортаның кең көлемде ластануына әкелді. Жаз айларында ауа температурасы өте жоғары (+38-40 С) болады, ал күз және көктем айларында жел мен жауын- шашын мөлшері аз болғандықтан атмосфераға бөлінген түтін мен газ тез арада ауаның жоғарғы қабаттарына көтеріліп таралып кетпейді. Сондықтан атмосферада көп мөлшерде газ жинақталған. Оның тағы бір себебі, Шымкент қаласы тау бөктерінің төменгі жазықтығында қатар-қатар созылып жатқан қыраттардың еңістеу бөлігінде орналасқан.
Зерттеу жұмысын орындау барысында зерттеу объектісі ретінде Шымкент қаласының территориясында және жалпы Оңтүстік Қазақстан облысының көп аудандарында кең таралған қоян арпа (Hordeum leporinum) өсімдігін алдық.
Зерттеуге алынған өсімдіктің түрі мынадай морфологиялық ерекшеліктерімен сипатталады.
Класы: Дара жарнақтылар класы- Monocotyledones
Тұқымдасы: Астық тұқымдасы - Gramincae
Туысы: Арпа туысы - Hordeum
Өкілі: Қоян арпа- Hordeum leporinum
Қоян арпа (Hordeum leporinum) биіктігі 15-40 см болатын біржылдық шөптесін өсімдік. Сабағы тік, буындарға бөлінген, сырты жалаңаш және тегіс. Жапырақ қынабы да жалаңаш, тегіс, тілшесі доғал, ұзындығы 0,5 мм. Жапырағы жіңішке таспа тәрізді, ені-3-4 мм, тегіс, жоғарғы беті әлсіз түкшелермен жабылған. Паралелді жүйкеленген. Гүл шоғыры цилиндр тәрізді масақ, масақшалары масақтың өсінде іштен орналасқан. Масақтың ұзындығы 4-7 см, екі бүйірінен қысыңқы, өзі морт сынғыш. Масақшалар масақтың өсінде үшеуден орналасқан. Әрбір үштіктегі масақтың бүйір масақшасы әлсіз жетілген, қысқа аяқшамен бекінген. Масақшалар гүл шоғырының өсіне жалпақ бетімен екі масақша қабыршағымен жанасқан, Масақша қабыршақтары қылтанақты, ортаңғы масақша қабыршағы кеңейген, жүйкелері кедір –бұдырлы, жиегінде ұзын кірпікшелері бар. Дән түзуші масақшаның төменгі гүл қабыршағы жалпақ ланцет тәрізді, ұзындығы 6-10 мм, өсінің ұзындығы 4 см жетеді.
2.2 Зерттеу әдістері
-
Топырақтағы ауыр металдарды анықтау әдісі
Қорғасынды анықтау әдісі. Әдіс қорғасын иондарының (Pb2+) сынап тамшылы электродта тотықсыздануына негізделген. Бұл әдіспен сынамадағы 0.5 мкг мөлшердегі қорғасынды анықтауға болады.
Құралдар мен реактивтер ׃
-
Полярограф, полярографиялық ұяшық ׃ анод – қаныққан каломельді электрод, капилляр ( t › 05.0 сек. ).
-
Газды баллон ׃ аргон немесе азот.
-
Су моншасы.
-
Муфель пеші.
-
Эксиктор.
-
Фарфор немесе кварц тиглдер.
-
Филтерлеуші воронка ( 3 – 5 см ).
-
Өлшегіш цилиндрлер, пробиркалар, 10 мл.
-
Яшма езгіш.
-
Колбалар, 100 мл – 1000 мл.
-
Қорғасын металы.
-
Тұз қышқылы, конц.
-
Азот қышқылы, ерітілген ( 3 ׃ 2 ).
-
Стандартты ерітінді ׃ 0.1 г қорғасынды 250 мл колбаға салып 20 мл
сұйытылған ( 2 ׃ 2 )азот қышқылын құяды.
Еріген соң ерітіндіні буландырады ( 3 – 5 мл дейін ), 15 мл тұз қышқылын ( сал. салмағы 1,19 ) қосып тағы 3 – 5 мл дейін буландырады.
Осы жұмысты тағы 2-3 рет жүргізеді, содан соң 20 мл 20 % тұз қышқылын қосып, қорғасын хлоридінің қызғылт ерітіндісі түзілгенше қыздырады. Ерітіндіні 1 литрлік колбаға құйып, колбаны бірнеше рет 20 % тұз қышқылымен шайып негізгі ерітіндіге қосады. Ерітіндіні 20 % тұз қышқылымен белгісіне дейін жеткізіп араластырады. Осы ерітіндіден 10 мл пипеткамен алып өлшегіш 100 мл – лік колбаға құйып дистилденген сумен белгісіне дейін жеткізіп араластырады. Алынған ерітіндінің құрамына 10 мкг/ мл немесе 10 мг / л қорғасын болады.
Жұмыс барысы. Зерттеуге арналған топырақ сынамасын көлеңкеде құрғатады. Топырақ сынамасын үлкен фарфор тиглде ұнтақтап 1 – 2 мм тесікті електен өткізеді. Осылай ұнтақталған татпадан 200 – 300 г орташа сынама алынады, қайта ұнтақталады. Капрон електен өткізіліп 10 – 20 г топырақ сынамасы алынады. Бұл топырақты агат немесе хелцедонды табақшада қайта ұнтақтайды. Осы ұнтақтан 1 г топырақ сынамасы алынып, фарфор немесе кварц тиглге салынып, 10 – 15 тамшы күкірт қышқылы ( конц. ) тамызады да 15 – 20 сағатқа қалдырады. Содан соң құм үстіне қыздырып қышқыл қалдығы ( SO32+ ) буланып кеткенше ұстайды және муфель пішінде 450 – 500°С дейін күйдіреді ( 1 сағат ). Күйдірілген топырақты эксикаторда суытып 20 % тұз қышқылы ( HCl ) 10 мл қосып, 2 – 3 рет қыздыра отырып ерітеді. Фильтрленген соң фильтраттың көлеміне 50 мл жеткізіп, әбден араластырады. Фильтраттан 5 мл алып полярографтың ұяшығына құяды, инертті газды 10 – 15 мин.жібереді, ерітіндіні 3 мин. Қалдырып, соңынан дифференциалды полярограммасын алады.
-
Өсімдіктердегі ауыр металдардың мөлшерін анықтау әдісі
Өсімдіктердегі ауыр металдарды анықтау үшін белгіленген зерттеу орындарынанан өсімдік материалдары жиналып, алдын-ала ағын судың астында жуылып, шаң-тозаңнан тазартылады. Құрғатылған соң ұсақтап туралып, араластырылады. Дайын болған сынамадан техникалық таразыда 2г өсімдік материалын өлшеп алып фарфор тиглге саламыз. Содан соң оны электроплиткада күйдіріп, соңынан муфель пешінде жоғары температурада (5000С) күлге айналдырады. Алынған өсімдік күліне 5 мл НСІ(1:1) қосып тиглде ерітіледі. Ерітіндіні электроплиткада буландырып, тұнбаға 5 мл фон ерітіндісін қосып, әлсіз қыздыра отырып ерітіндіні суытып фильтр арқылы пробиркаға фильтрлейді. Ерітіндінің көлемін фон ерітіндісімен 10 мл дейін жеткізеді.
2.2.3 Өсімдіктердің кариотипіндегі өзгерістерді анықтау әдісі
Өсімдік жасушасындағы хромосомалардың құрылымдық өзгерістеріне анализ жасау үшін, цитогенетикалық зерттеу әдісі қолданылды. Ол үшін интенсивті бөліну сатысындағы ұлпалар пайдаланылады. Митоз стадиясындағы соматикалық хромосомаларды зерттеу, кариотипін қарастыру және хромосомалық өзгерістерді есепке алу үшін тамыр ұшындағы меристемалық ұлпа пайдаланылады, ол үшін қажетті метериалдар төмендегідей өңдеуден өткізіледі.
Тұқымды өндіру. Алдын-ала 12 сағат көлемінде суға салынған өсімдік тұқымын Петри табақшаларындағы ылғалды фильтр қағаздарында өндіреміз. Ол үшін +25-280С термостатта тұқымның өркені 10-15 мм жеткенше ұстаймыз.
Кариотиптік зерттеу жүргізу немесе хромосомалардың санын анықтау үшін метафазалы пластинка стадиясындағы көп жасушалар қажет.
Фиксация. Цитогенетикалық зерттеулер үшін әдетте хромосома нуклеопротоидтерін коагуляциялайтын фиксаторлар пайдаланылады. Біз ядролық құрылымды зерттеуде кең қолданылатын фиксаторды, яғни 96%-ті сірке қышқылы мен 96%-ті этил спиртінің қоспасы (1:1) қолдандық. Мацерация. Мацерация жасуша аралық байланыстарды әлсірету және жасуша қабырғаларын бұзу үшін пайдаланылады. Мацерация 3,0 N НСІ ерітіндісінде материалды 20-30 минут ұстау арқылы орындалады. Материалды мацерациялаған соң бірінше рет жуады.
Күкірт қышқылды фуксин ерітіндісімен бояу. Фиксацияланған материалды 3 рет дисстилденген сумен жуады. Салқын гидролиз жасалынады. Соның нәтижесінде, ДНК молекуласы пуринді негіздердің әлсіз қышқылды гидролизі нәтижесінде бос альдегид топтары түзіледі де күкірт қышқылды фуксин ерітіндісімен әрекеттеседі. Нәтижесінде хромосомалар күлгін-қызыл түске боялады.
Жасуша аралық байланыс пен жасуша қабықшасын бұзу үшін ферментативті мацерация жүргізіледі. Содан соң объектіні бір тамшы сірке қышқылымен бірге зат шынысына қойып препаратты инемен ұсақтап, бетін жабын шынысымен жабады. Иненің сабымен шынының бетін ұрғылап ауаны шығарады. Фильтр қағазымен жауып қатты басып езеді. Осылайша жазықтықта шашырап жатқан хромосомалардың қабатын алған соң, сірке қышқылы ұшып кетпес үшін препараттың жиегін глицеринмен бекітеді. Дайындалған препарат МБИ-3 жарық микроскоптарының көмегімен (х90 обьективпен үлкейту арқылы) зерттеледі.
-
Ауыр металдардың физика-химиялық сипаттамасы
Ауыр металдардың ішінде қоршаған ортаны ластауына, азық-түлік өнімдерінде және өсімдіктер, жануарлар мен адам ағзасындағы әртүрлі мүшелерде жинақталу қабілетіне және улылығына қарай ерекше орын алатындарының қатарына – қорғасын жатады.
Қорғасын – элементтердің периодты системасында ІV-топта орналасқан химиялық элемент. Атомдық номері 82, атомдық салмағы 207,2. Қосылыстарында +2 және +4 тотығу дәрежелерінде кездеседі.
Қорғасын – көгілдір-сұр түсті жұмсақ металл. Қатты күйдегі тығыздығы - 11,336 г/см3, ал ерітілген кезде (балқу температурасына жақындағанда) -10,686 г/см3 тең. Балқу температурасы- 327,4 0С. Табиғатта 3 тұрақты изотопы Рb 204, Pb 207, Pb 208 кездеседі.
Химиялық қосылыстарының көпшілігінде қорғасын 2 валентті. Мұндай қосылыстары негізінен тұздар. Олар Рb2+ катионын түзе диссацияциаланады, бірақ РbО-2 анионды плюмбит – тұздар да кездеседі. (Na2РbO2). 4 валентті қорғасын қосылыстары өте сирек кездеседі. Олар РbО3 2- және РbО44- аниондарын түзетін плюмбаттар (СаРbО3) және кейбір комплексті қосылыстар. Рb4+ катионы РbСІ4, Рb (SO4)2 және т.б. бірқатар тұздардың құрамына кіреді.
Ауада қорғасын тез тотығып жұқа жарғақпен қапталады. Рb – коррозияға өте төзімді метал. Ол кейбір қышқылдарда (НСІ, Р2 SO4), сілтілерде, тұздарда амиакта әлсіз ериді. Сүйытылған қышқылдарда мүлдем ерімейді. Қорғасынның мұндай беріктігі оның сыртында жұқа жарғақ ретінде ерімейтін тұздар – қорғасын хлориді, қорғасын сульфаты және негізгі қорғасын корбанатының 3 РbСО3 Рb(ОН)2 түзілуімен түсіндіріледі. Алайда қорғасынды азот қышқылы, сірке қышқылы, борфторсутек қышқылы (НВҒ4) және т.б. бірқатар заттар ерітуге қабілетті. Концентрациялы күкірт қышқылын қыздыра отырып, қорғасынды интенсивті ерітіп Рb(НSO4)2 қышқыл тұзын алуға болады.
Қорғасынның барлық еритін қосылыстары улы. Ауада қорғасын тез тотығып, жұқа жарғақпен қапталады. Қорғасынды ауада қыздырса оңай тотығып, қорғасын тотығы Рb2О түзіледі, ары қарай температураны көтеріп балқытса, сары түсті ұнтаққа айналады.
Қорғасын өзінің химиялық және биологиялық қасиеттеріне қарай топыраққа және тірі организмге сіңірілуге өте бейім элемент. Ауыр металдар өсімдіктерге 2 жолмен, яғни топырақтан тамыры арқылы және атмосферадан жапырақтары арқылы түседі. Бізге дейінгі зерттеулердің нәтижесіне сүйенетін болсақ, Шымкент қаласының топырағында ауыр металдардың мөлшері өте жоғары . Атап айтқанда “Южполиметалл” ӨК ЖАҚ өндірістік ауданындағы топырақта қорғасын мөлшері 900-1000 мг/кг, ол белгіленше шекті концентрациядан 2-31 есе жоғары. Қорғасын-уран, актиний, торий элементтері радиоактивті ыдырауының соңғы өнімі болып табылады. Ол табиғатта қорғасын жарқылы PBS түрінде кездеседі.
Қорғасын- көкшіл сұр түсті, жұмсақ металл. Ауада тотығып, оксид қабығымен қапталып тұрады. Қорғасын радиоактивті сәулені, әсіресе ў- сәулесін жақсы жұтады. Сондықтан оны радиоактивті сәулелерден сақтану үшін пайдаланады. Оны түрлі құймалар (баспахана құймасы, баббит) алу үшін, аккумулятор жасау үшін кеңінен қолданады.
Қорғасын сұйылтылған қышқылдарда ерімейді. Тек концентрлі қышқылдарда ғана ериді. Ол активтік қатарда сутегінен кейін орналасқандықтан қышқылдардан сутегін бөле алмайды.
Қорғасын оттегімен +2 және +4 тотығу дәрежесін көрсетіп екі түрлі оксид түзеді ( PbO және PbO2). Сонымен қатар аралас оксидтері де белгілі Pb2O3, Pb2O4 Алайда қорғасынның +2 тотығу дәрежесін көрсететін қосылыстары тұрақты.
Қорғасын ( || ) оксиді сары және қызыл түсті болады. Көп уақыт қыздырған кезде ол қорғасын бояуына (сурик ) Pb3O4 айналады. Қорғасын ( || ) тұздарын плюмбиттер дейді. Қорғасын ( |V ) оксиді PbO2- қоңыр ұнтақ зат, бұл да амфотерлі оксид, дегенмен қышқылдық қасиеті басым. Оған метақорғасын H2PbO3 және ортоқорғасын H4PbO4 қышқылдары тән. Бұл қышқылдар бос күйінде жоқ. Алайда, оның тұздары, метаплюмбаттар және ортоплюмбаттар белгілі. Мәселен, қорғасын аралас оксиді деген Pb2O3 қосылысын Pb PbO3 – қорғасын метаплюмбаты, ал Pb3O4 - ті - Pb2PbO4- қорғасын ортоплюмбаты деп қарастыруға болады.
2.4 Хромосомалар және хромосомалық мутациялар
(аберрациялар)
Хромосома (грекше «хромо» - бояу, «сома» - дене) – жасуша ядросының құрамында нәсілдік информациясы ДНК бар ген орналасқан өздігінен екі еселене алатын, арнайы бояаулармен боялатын негізгі құрылым бөлігі.
Хромосома өсімдік пен жануарлар жасушасының даму процесін қамтамасыз етеді, тұқым қуатын белгі, қасиеттерді ұрпақтан ұрпаққа өткізеді. Олардың хромосомында морфологиялық өзіндік ерекшеліктері бар. Хромосомалар жасуша бөлінуі кезінде анық көрінеді. Оның морфологиясы митоздың метафаза және алғашқы анафаза сатысында жақсы байқалады. Орташа алғанда хромосоманың ұзындығы 0,2-50 мкм, диаметрі 0,2-3 мкм. Хромосоманың химиялық құрамы ДНК (генетикалық мәліметті сақтаушы), РНК (генетикалық хабарды өткізуші) макромолекулаларынан, кіші молекулалық негіздік белок гистоннан, қышқыл, белоктан тұрады.
Хромосомалар үлгісі негізінен центромера орналасқан бірінші үзбелерге қарап бөлінеді. Осы үзбелер ядрошықтар құрамына байланысты болады. Хромосоманың осы бөлігін (учаскесін) ядрошықтардың ұйымдастырушысы деп атайды. Кейде хромосомалардың шетінде кішкентай денелер – хромосома серіктері кездеседі.
Әрбір хромосомада міндетті түрде центромера болады, бұл хромосоманың тең ортасы. Центромераның орналасуы әр түрлі хромосомаларда әрқилы болуы мүмкін. Негізгі бояулармен боялғанда олардың кейбір бөлшектері, кейде тұтас хромосоманың өзі әр түрлі әсерлестік байқатады. Жекеленген учаскелері қанығыңқы боялады, оларды гетерохроматин, ал кейбірі өте әлсіз боялады, бұлар эухроматин бөліктері деп аталады. Бұл бөлшектердің генетикалық қасиеттері әр түрлі. Гетерохроматинде гендер болмайды, сондықтан ол бөлік тұқым қуу процесіне селқос, ал эухроматинде гендер бар, олар тұқым қууға белсене қатысады.
Метафизикалық хромосомалардың үлгілері әртүрлі, олар:
-
метацентрикалық (тең иінді),
-
субметацентрикалық (әртүрлі иінді),
-
акроцентрикалық (бір иіні өте қысқа),
-
телоцентрикалық (терминалды немесе бір иінді, таяақшаға ұқсас)
Барлық хромосомаларға мөлшеріне қарай (иін ұзындығының өзгеруіне байланысты) қатар саны белгіленеді. (Р – қысқа иін, Q – ұзын иін), сонымен әр геннің учаскелері нөмірленеді. Мұндай әдіс хромосомаларда кездесетін аномалияларды (әдетте тыс ауытқылық) нақтылы сипаттау үшін қолданылады.
Атқаратын қызметіне қарай хромосомалар екіге бөлінеді. Олар аутосомалар және жыныстық хромосомалар.
Дене жасушаларындағы хромосомалар санының түрлік тұрақтылығы, саны, ұзындығы, морфологиялық белгілерінің жиынтығы кариотип деп аталады.
Табиғи сұрыптаудың барысында бір түрдің өзіне сай хромосом аппараты қалыптасқан. Әдетте хромосомалар жұп санды болып келеді. 2n әдетте көпшілік ағзаға тән диплоидты (қосарланған хромосомалар жинағы) болады. Диплоид жиынтығын ойша екіге бөлгенде, 1n хромосома қалса, оны гаплоидты жиынтық дейді. Бұл жыныс клеткаларында болады.
Ағзаның әр түрлі белгілері хромосомалар санымен ғана емес, олардың формасы, көлемі және орналасуына қарай сипатталады. Бұл көрсеткіштердің барлығы «кариотип» деген ұғымға бірігеді. Хромосомалардың диплоидтық жиынтығы ата мен анадан берілгендіктен олар дене клеткаларында (екі дана) жұп болады. Жұп санды хромосомаларды гомологиялық (құрылыс және шығу тегі бір, бірақ атқаратын қызметі әр түрлі) деп аталады. Әдетте гомологиялық хромосомалардың морфологиялық айырмашылығы байқалмайды.
Жасушаның күрделі бөлінуін – митоз (геркше «митос» - жіпше) деп атайды. Митоз жасуша көбеюінің көбірек кездесетін әдісі. Осы әдіс генетикалық материалдың жас жасушаларға тең бөлінуін және жсауша ұрпақтарындағы хромосоманың ұсақтығын қамтамасыз етеді. Митоздың биологиялық маңызы – хромосома санының екі еселенуі және олардың жас жасушаларға тең бөлінуі. Митоз процесінде бір жасуша жаңа екі жасушаларға тең бөлінуі. Митоз процесінде бір жасуша жаңа екі жасушаға бөлінуге даярлана бастаған шақта хромосомаларда таңқаларлық өзгерістер байқалады. Әр хромосома ұзына бойына екіге бөлінеді және екі бөліктің екеуі де теңбе-тең генетикалық материал алады.
Клетка ядросы бөлінген кезде жүйелі түрде бес сатыдан өтеді: интерфаза, профаза, метафаза, анафаза және телофаза.
Интерфаза – клетканың екіге бөлінуі аралығындағы тіршілік кезеңі. Бұл кезде боялып бекітілген ядроның бояалған жіңішке жіпшелерден тұратын торлы структурасын байқауға болады. Келесі кезеңде осы тордан хромосомалар қалыптасады.
Профаза – ядроның бөлінуге дайындалған бірінші сатысы. Бұл кезде хромосома жіпшелерінің өз осінде шиыршықталып бұратылуының салдарынан хромосомалар қысқарып, жуандайды. Атап өтетін бір жағдай, профаза кезінде хромосомалар кариолимфада (ядро сөлі) кездейсоқ жерлерде орналасқан, осы кезеңде ядрошықтар бұзылады. Ал профазаның аяқ кезінде ядро қабығы бұзылады да хромосомалар цитоплазмамен кариоплазманың ортасында қалады. Осымен профаза бітіп, клетка метафаза сатысына көшеді.
Метафаза – (грек. «мета» - аралық, «фазис» - пайда болу) сатысының екі кезеңі бар: метакинез – хромосомалар клетканың экватор аймағына жиналып шоғырланады, клетка бөлінуге дайындалады; нағыз метафаза – хромосома жіпшелері центромералармен байланысады, хромосомалар хроматидтерге жіктеледі. Клетка цитоплазмасы бұл кезде тұтқырлығын жоғалтады. Бұл кезеңде әрбір хромосоманың центромерасы (бірінші үзбесі) дәл экваторда, ал қалғаны денесі (иіні) эковатордан тыс жазықта болуы мүмкін.
Анафаза – (грек. «ана» - жоғары, «фаза» - пайда болу) хроматин жіпшелерінің болашақ жас клеткалардың полюстеріне қарай созылып, ахроматин ұршығын құрау кезеңі. Ахроматин ұршығының белдеуінде хромосомалар түрліше орналасып, ең алдымен аналық жұлдызын құрайды. Сонан кейін аналық жұлдыздағы қосарланып орналасқан гомологиялық хромосомалардың ұзынынан бөлінуі нәтижесінде пайда болған хромосомалар клетканың полюстеріне қарай ығысады да, екі жас хромосома жұлдыздары пайда болады. Осының нәтижесінде бір клетка екіге бөлініп, жас клеткалар түзіледі. Анафазада хромосомалардың клетка полюсіне ығысуы бірден басталып, өте тез арада бітеді.
Телофаза – (грекше «тело» - аяқталу) митоздың ақырғы сатысы. Телофаза кезінде хромосомалардың қозғалуы аяақталады, митоздық аппарат бұзылады, ядрошықтар пайда болады. Клетканың қарама-қарсы полюсінде жаңа пайда болады. Жаңа ядролардың қайта құрылуымен қатар әдетте клетка денесі бөлініп, цитотомия не цитокинез өтеді де, екі клетка құрылады. Телофаза кейде цитотомиямен аяақталмай екі ядролы клетка құрылады.
Сонымен клетка бөлінуінің көбірек кездесетін әдісі митоз кезінде әрбір жаңа пайда болған клеткадағы хромосомалардың жалпы саны аналық клетканың бөлінбей тұрғандағы хромосомалар сандарына тең болады.
Хромосоманың екі еселенуі. Кейбір тұқым қуалайтын өзгерістердің (соматикалық мутациялар, хромосомалардың қайта құрылуы) ұрпақтан-ұрпаққа берілуін дұрыс түсіну үшін хромосомалардың жүйелі түрде еселенуі және олардың жіпшелерінде болатын ДНК молекулаларының бөлінуін білудің маңызы зор. Митоз кезіндегі хромосома көшірмелері жаңа пайда болған ұқсастығын қамтамасыз етеді. Осы күнге дейін міндетті түрде өздігінен екі еселенетіні дәлелденген құрылымдардың бірі хромосомалар, сондықтан генетика оларды тұқым қуалаудың негізгі бірлігі деп қарайды.
Хромосомалардың саны мен үлгілері метафаза кезіндегі экваторлық жазықтықта болады. Осы жағдайда көп организмдердің хромосомаларының түр айырмашылығы, үлгісі және мөлшері анық байқалады.
Хромосомалық мутациялар (аберрациялар). Хромосомалық қайта құрылулар – хромосомаішілік және хромосомааралық болып бөлінеді. Клеткаларда хромосомалардың қайта құрылуы әдетте осы клеткалар қасиеттерінің немесе олардан пайда болатын организмдердің өзгеруімен байланысты болады.
Хромосомаішілік өзгерістерге хромосома бөліктерінің жетіспеушілігін (дефитенция және делеция); белгілі бір жерінің екі еселенуі (дупликация); жекеленген бөлшегінің 1800-қа аударылуы (инверсия) салдарынан хромосомадағы гендердің алмасуын, сызықтық орналасуының өзгеруін жатқызады.
Хромосома бөліктерінің жетіспеушілігі ұзындықтары әр түрлі хромосома учаскелерін және оның түрлі бөліктерін қамтуы мүмкін. Егер хромосома иіндерінің бірінің ұшы үзіліп, центромерлер жоқ болса, бөлініп қалған үзінді ондағы гендерімен бірге ядроның таяудағы бөлінуі кезінде жойылады. Мұндай жетіспеушілікті терминалдық немесе ұштық деп атайды.
Хромосома аралық өзгерістер. Жоғарыдағы қарастырылған хромосомаішілік қайта құрылудан басқа гомологты емес бір немесе бірнеше хромосомалар арасында өзгерістер болуы мүмкін. Мұндай алмасуларды транслокация (лат. «транс» - белгілі бір кеңістіктен өту, «локация» - орналасу) деп атайды.
Транслокацияның басты генетикалық әсері тіркесу тобының өзгеруі болып табылады. Орын ауыстырған гендер жаңа тіркесу тобына еніп генотиптің қалыптасқан жүйесі бұзылады.
Мейоздағы транслокацияланған хромосомалар әрекетінің зор маңызы бар, өткені гетерозиготалы өкілдеріндегі мұндай хромосомалардың жанасуы өзінше ерекше өтеді. Транслокация бойынша гетерозиготаларды І-профазадағы жанасу кезінде крест тәрізді бейне пайда болады. Оның себебі әр хромосомаларға бөлініп кеткен гомологты локустар зигонема сатысында бір-біріне өзара тартылысуға душар болады.
Диакинезде хизмалардың центромералардан хромосомалардың шеттеріне қарай сырғуы нәтижесінде сақина тәрізді бейнелер түзіледі. Кейде хромосомалар сақинасының аударылуынан сегіздік тәрізді кескін түзеді. Хромосомалардың дәл осылай орналасуы тіршілікке қабілетті, теңестірілген гаметалар береді, өйткені бұл жағдайда өзгерген хромосомалардың екеуі де немесе өзгермеген екі хромосомалар полюстің біріне қарай кетеді.
Хромосомалар мейозда сақина тәріздес орналасқанда теңестірілмеген геномдары бар гаметалар түзіледі, олардың біреулерінде – гендер екі рет қайталанады, ал басқаларында гендер болмайды, яғни екі еселенеді немесе жетіспейді.
Бірқатар жоғары сатыдағы өсімдіктерде: энотера, пион, меңдуана т.б. генотипінде гетерозиготалы транслокацияның болуы қалыпты күй болып табылады. Жануарлар арасында да транслокация таралған, олар көк шегіртке мен құршаянда өте жиі кездеседі.
Инверсиялар сияқты транслокациялар да жаңа түрлердің жекелеуіне және бір түр ішіндегі дивергенцияға (лат. «дивергер» - алшақтау) ықпалын тигізеді. Робертсон транслокациясы (немесе бірігу) деп аталатын алмасудың ерекше түрі хромосома санын өзгертеді. Егер екі телоцентрлік (таяқша тәрізді) хромосома пайда болады. Ол осы бірігудің мәнін ашқан зерттеуші У.Р.Робертсонның атымен аталады. Робертсон транслокациялары бар бұқалар ұрпақ бермейді.
Көптеген хромосомалық аберрацияларды зерттеп олардың өлтіргіш әсерінің мәнін білудің маңызы өте зор. Алдын ала жасанды түрде хромосомаларды алып (әсіресе аталық өкілдері), зиянды насекомдармен күресуге болады. Иондық сәулелермен әсер ету арқылы аталық насекомдардың сперматозидтарында көптеген хромосомалық қайта құрулар туғызуға болады, өйткені олардың зиготалары тіршілікке қабілетті болмайды [59].
Достарыңызбен бөлісу: |