Тұқым қуалаудың хромосомалық теориясы
Дәріс 10. Хромосомадан тыс тұқым қуалау
жүктеу/скачать 24.05 Kb.
|
1 2
9-10 лекция генетика| Дәріс 10.
Хромосомадан тыс тұқым қуалау. Жоспар: Ашылу тарихы. Цитоплазмалық тұқым қуалауның белгілері. Цитоплазмалық тұқым қуалауның типтері. Хромосомасыз тұқым қуалаудың генетикалық талдау. Пластидтік тұқым қуалауы. Митохондриялық тұқым қуалауы. Тұқым қуалаушылықтың хромосомдық теориясы тұқым қуалау құбылысында басты рольді ядро және оның құрамында болатын хромосома атқаратындығын анықтап берді. Бірақ, сонымен қатар, генетиканың ғылым болып қалыптасуының алғашкы кезеңінің озінде-ақ кейбір белгі-қасиеттердің тұқым қуалауы клеткадағы хромосомалық емес компоненттерге байланысты екендігін және оның Мендель заңдылықтарына бағынбайтындығын көрсететін деректер белгілі бола бастады. Сөйтіп ядродан немесе хромосомадан тыс болатын гендер туралы пікір қалыптасты. Кейіннен ол цитоплазмалық тұқым қуалау деп аталды. ЯДРО МЕН ЦИТОПЛАЗМАНЫҢ ТҰҚЫМ ҚУАЛАУДАҒЫ РОЛІ Қандай болмасын тірі структура тұқым қуалау қызметін толық атқару үшін, біріншіден, ол клеткадағы зат алмасу процесіне қатысуы керек, екіншіден, оның өзін-өзі өндіре алатын немесе өздігінен екі еселене алатын қабілеті болу керек, үшіншіден, ол митоздық бөлінудің нәтижесінде жаңадан түзілген жас клеткаларға тең мөлшерде ажырауы керек. Ядролық зат - хромосоманың осы қойылған талаптарға толық жауап бере алатыны белгілі. Ал цитоплазмада осыңдай қасиеттері бар құрылымдар бар ма дейтін болсақ - цитоплазма органоидтарының көпшілігі бірінші талапты қанағаттандыра алады. Мысалы, центриолдарды алсақ, клетканың бөлінуіне қажетті ұршық тәрізді (ахроматин) жіпшелерді жасауға қатысады, пластидтер, соның ішііще хлоропластар фотосинтез процесін қамтамасыз етеді, митохондриялар - тыныс алу және энергия орталығы, рибосомаларда белок синтезделеді т.с.с. Сонымен қатар центриолдар, пластидтер және митохондриялардың өзін - өзі өндіру, яғни репродукциялана алу қабілеттері де бар. Бұл қойылған екінші талапқа да сай келеді деген сөз. Бірақ цитоплазма элементтерінің ешқайсы да (центриолдардан басқа) клетка бөлінген кезде хромосомалар сияқты теңдей екіге ажырай алмайды. Ядро мен цитоплазманың арасында бұл айтылғандардан басқа да айырмашылықтар бар. Олар: 1. Ядрода әрбір биологиялық түрдің өзіне тән тұрақты хромосома саны болады, цитоплазма органоидтарының өзі бірнешеу және олардың саны тұрақты емес. 2. Ядро құрамындағы бір хромосома бұзылса, оны екінші біреуі алмастыра алмайды, ал цитоплазманың бүлінген органоидтарын сол тәріздес басқа органоидтары алмастыра алады Хромосома мен цитоплазма органоидтарыньщ осы көрсетілген айырмашылықтарына байланысты олардың түқым қуалаушылықтағы атқаратын қызметтерінде де өзгешеліктер бар. Хромосомалар арқылы анықталатын тұқым қуалау деп ядролық немесе хромосомалық тұқым қуалау аталады. Ал тұқым қуалаудың материалдық негізі цитоплазманың элементтері болған жағдайда ол хромосомалық емес, немесе цитоплазмалық тұқым қуалау деп аталады. Тұқым қуалаушылық клетканың бөлінуі барысында жүзеге асатын оның негізгі қасиеті болып есептеледі. Тұқым қуалаушылықта ядро ғана маңызды роль атқарады, ал цитоплазманың мәні онша емес деп қарауға болмайды. Себебі қызмет істеп тұрған біртұтас жүйенің барлық тетіктерінің де клетка тіршілігі үшін маңызы бар. Жалпы ядроны тұқым қуалайтын қасиетгі сақтайтын орын, ал цитоплазманы оны жүзеге асырушы орган деп қарастыруға болады. Ядро мен цитоплазманың құрылымдық және функционалдық жағынан бір - бірінен айырмашылығы болатындығы туралы жоғарыда айтылды. Ядролық тұқым қуалау Мендель заңдарына сәйкес жүреді, ал цитоплазмалық тұқым қуалау оларға бағынбайды. Ядро мен цитоплазманың тұқым қуалаудағы ролін зерггеу үшін түрлі әдістер қолданылады. Соның бастысы ядроны алмастыру әдісі. Ядроны алмастырудың қазіргі кезде қолданылып жүрген бір жолы - жұмыртқа клеткасының ядросын алып тастап, басқа бір организмнің аталық жыныс клеткасымен ұрықтандыру. Мүндай зиготаның дамуы негізінде гаплоидты хромосом жиынтығы бар андрогенді ұрпақ алынады. Себебі ол аталық ядро мен аналық клетканың цитоплазмасынан жаралған. Бірақ ондай гаплоидты зигота эмбрионалдық немесе личинка стадиясьшда өліп қалады, соған байланысты көп уақытқа дейін андрогенді сақайған особьтар алудың мүмкіндігі болмай келді. Тек кейінінен Б.Л.Астауров жібек құртының екі түрін бір бірімен будандастыру арқылы диплоидты андрогенді будан алды. Ол жібек құрты жұмыртқа клеткасының ядросын оның екінші мейоздық бөлінуі кезінде +40° температурамен эсер ету арқылы жойды. Сол ядросы жоқ клеткада екі аталық пронуклеустің қосылуынан жаңа диплоидты ядро пайда болған. Одан дамыған ұрпақ XX хромосомалы аталық жынысты болып шыққан. Жібек құртынын аналығы гетерогаметалы (ХУ), аталығы гомогаметалы (XX). Бұл тәжірибенің нәтижесі тұқым қуалаушылықта ядроның цитоплазмаға Караганда негізгі роль атқаратындығын көрсетеді. Жалпы өсімдіктерде болсын, жануарларда болсын аналық жыныс клеткасында, яғни аналық жүмыртқада цитоплазма мөлшері көп болады, ал аталық гаметада ол жоққа тән. Сондықтан цитоплазмалық тұқым қуалау ядролық (хромосомалық) тұқым қуалауға қарағанда аналық жолмен жүреді. Цитоплазмалық тұқым қуалауды зерттеудің негізін 1908-1909 жылдары неміс оқымыстылары К.Корренс пен Э.Баур салды. К.Корренс түн аруы өсімдігінің, ал Баур қазтамақ пен намазшам гүлдің ала жапырақты болуының тұқым қуалауын зерттеді. Сөйтіп олар мұндай белгінің тұқым қуалауы цитоплазма арқылы болатындығын анықтады. ПЛАСТИДТІК Т¥Қ Ы М ҚУАЛАУ Пластидтер өсімдік организмінде бейне бір углеводтар синтездейтін лаборатория іспетті. Кей жағдайда пластидтердің бөліну арқылы көбейетіндігі және сол бөліну кезінде жаңадан түзілген жас клеткаларға таралып, ажырайтындығы белгілі болған. Пластидтердің өзі арнаулы белоктардан, ДНК мен РНК-дан тұрады. Бір клеткаға шаққанда пластидтердің саны жоғары және төменгі сатыдағы өсімдіктердің әр түрлерінде бірден жүзге дейінгі аралықта болады. Клеткасында жалғыз ғана пластиді барлар талшықтылар мен мүктерде, ал екеуден пластиді барлар диатомды балдырларда кездеседі. Пластидтердің құрамында жоғарыда айтылғандай РНК және ДНК болады. Бірақ азотты негіздердің құрамы жағынан пластидтердің ДНК-сы хромосомадағы ДНК-дан өзгеше, сол сияқты олардың құрамында болатын РНК-ның рибосомалық РНК-дан айырмашылығы бар. Сонымен көптеген зерттеулердің нәтижесі пластидтердің тұқым қуалаушылыққа қатысы бар екендігін және генетикалық информацияның олардың ДНКсында сақталатындығын көрсетті. Клеткадағы тұқым қуалайтын қасиеті бар пластидтердің жиынтығын Реннер деген генетик пластидом деп атаған. Пластидтік тұқым қуалау туралы алғашқы деректерді К.Корренс пен Э.Баурдың алғандығы туралы жоғарыда айтылды. Мысалы, К.Корренс түн аруы өсімдігі жапырағьшьщ ала болуының тұқым қуалауын зерттегенде оның өсу нүктесінен әр түрлі клеткалардың тобын тапқан. Олардың біреулерінің пластидтерінің хлорофилл түзу қабілеті болмаған да, екінші біреулері түзе алатын болған. Соның салдарынан өсімдіктің жапырағы ала болып шығады. Бұл ала жапырақтылықтың өзі онтогенез барысында сыртқы орта жагдайларына байланысты өзгеріп отырады. Төменгі температурада ондай өзгеріс үдей түседі, ал жоғарғы температурада керісінше жапырақтың алалығы азайып, тіпті бірте-бірте жойылып та кетеді. Осы айтылғандармен қатар пластидтердің қасиеті тікелей ядролық гендер арқылы да анықталады. Мысалы, жүгері, арпа, т.б. өсімдіктерде. МИТОХОНДРИЯ АРҚЫЛЫ Т¥ҚЫМ ҚУАЛАУ Митохондрия - клеткадағы тыныс алуға тікелей қатысы бар органоид. Клетканың бөлінуі кезінде олар жаңа түзілген жас клеткаларға шамамен бірдей мөлшерде ажырайды. Митохондрияның құрамынан ұзындығы 5 мкм-ден (жануарларда) 20-32 мкм-ге (саңырауқұлақтар мен өсімдіктерде) дейін жететін ДНК табылған. Ол өзінің құрамы жағынан да ядролық ДНК-дан өзгеше келеді. Митохондриялық гендер негізінен екі топ белгілерді анықтайды. Біріншісіне тыныс алу жүйесінің жұмысына байланысты белгілер жатса, екіншісіне антибиотиктер мен клетка уына төзімділікке қатыстылар жатады. Генетикалық тұрғыда ашыту бактериясының митохондриялары көбірек зерттелген. Оларда бүкіл клеткадағы ДНК-ның 10-20 % болады. Осындай бактерияның кейбіреулерінде тыныс алу кемістігі болатындығы анықталған. Бұл кемістік олардың митахондрияларының тұқым қуалайтын өзгеріске ұшырауына байланысты, анығырақ айтқанда, олардағы цитохромоксидаза ферментінің активтілігі төмендеген. Б. Эфруси ашыту баістериясының секірмелі түрде пайда болған тыныс алу кемістігі бар, ергежейлі калония түзетін штаммын тапқан. Ол ергежейлі мутантты пггамдар өте баяу өседі. Олар цитохром а мен e-ның, сол сияқты цитохромоксидаза ферментінің жетіспеуінен тыныс алу кемістігіне ұшыраған және спора түзу қабілеті болмайды. Ергежейлі мутанттар митохондрияларьшың ДНК-сын алып зерттегенде оның құрамының күрт өзгеретіндігі және соның салдарынан қандай болмасын биологиялық инфромацияны кодтау қабілетінен айырылатындығы анықталды. Бұл келтірілген деректер ашыту бактериясьшда болатын аталмыш қасиеттің тұқым қуалауы цитоплазмаға байланысты екендігін көрсетеді. Ергежейлі мутациядан басқа бұл организмдердің мтохондрияларындағы ДНК-ны өзгерту арқылы хлоромфениколға, эритромицинге және кейбір басқа да антибиотиктерге төзімді мутантты түрлері алынған. жүктеу/скачать 24.05 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2