Д. К. Найманов, А. М. Калбаева Гендік және жасушалық инженерия

86
кодталады. Осы гендерге мықты промоторлар енгізу және оларды қосымша 
модификациялау өсімдіктің фотосинтездік белсенділігіне айтарлықтай әсер 
етуі мүмкін деген болжам бар.
Өсімдіктер гендері E.coli жасушаларында да экспрессиялануға қабілетті. 
Ол гендер РБФК ферментінің үлкен суббөлігінің гендері. Хлоропласттық 
гендердің артықшылығы – ішек таяқшасындағы экспрессиясы тек қана 
транскрипцияланатын тізбектерді біріктіру арқылы жүзеге асатындығында. 
Өйткені хлоропласттар мен бактерияларда трансляцияның старттық 
кодондарына дейінгі нуклеотидтер тізбектері бірдей. Осы жағдай 
прокариоттар жасушалары көмегімен экономикалық маңызды өсімдік 
полипептидтерін синтездеуге мүмкіндік береді. 
Хлоропласттық ДНҚ-мен салыстырғанда митохондриялық ДНҚ өзінің 
әртүрлілігімен ерекшеленеді, олардың мөлшері 200-ден 2400 мың жұп 
нуклеотидтерге дейін жетеді. Бірақ, оқшауланып алынған митохондрияның 
синтездейтін ақуыздық өнімдер саны мен митохондриялық геном мөлшері 
арасында ешқандай корреляция байқалмайды. Осы құбылыс пен 
митохондриялық ДНҚ мөлшернінің үлкен болуын митохондрияның қызмет 
атқаруына ешқандай қатысы жоқ ДНҚ-ның болуымен түсіндіруге болады 
деген болжам айтылған. 
Митохондриялық ДНҚ құрамында полипептидтерді, рибосомалық және 
тасымалдаушы РНҚ-ны кодтайтын құрылымдық гендер бар. Алайда, 
хлоропласттардағыдай, митохондриялар ақуыздарының басым бөлігін 
ядролық гендер кодтайды. Бірақ, хлоропласттық геном құрамына ірі 
сақиналардың гомогенді популяциясы кірсе, митохондриялар геномына 
қызметтерінің барлық түрі толығымен анықталмаған сақиналардың бірнеше 
классы енеді.
Жануарлардың митохондриялық геномдары біраз кіші, мөлшері 15-19 
мың нуклеотид жұбынан тұрады және құрылымы бойынша біраз 
консервативті болып келеді. Митохондриялар гендері 2 түрлі топ қасиеттерді 
кодтайды: тыныс алу жүйесі жұмысын және антибиотиктер мен басқа да улы 
қосылыстарға төзімділікті. Сонымен қатар, өсімдіктердің митохондриялық 
геномында цитоплазмадағы аталық стерильділікті кодтайтын гендер де бар.
 Транспозондар 
Транспозондар 
дегеніміз 
– 
бастапқы 
орыннан 
кесіп 
алып, 
хромосомадағы немесе плазмидадағы жаңа орынға өзінің транспозициясын 
(орын ауыстыруын) реттей алатын ДНҚ сегменті. Алғаш рет 40-шы жылдары 
американдық зерттеуші Барбара Мак-Клинтонның жүгерімен жасаған 
жұмыстарында табылған. Бұл гендер жанында орналасқан гендердің 
экспрессиясын тежеу қабілеті арқылы табылған және олардың хромосомада 
тұрғылықты орны болмаған. Олар өсімдік геномы бойымен орын ауыстырып 
жүреді екен. Регуляторлық элементтер өздігінен бөлініп шығып, енгізіле 
алады, кейде олардың бөлініп шыққанынан кейін бұрын «үндемеген» 
(белсенді болмаған) гендер күшіне ене бастаған. 
Регуляторлы элементтермен ассоциацияланған гендер өздерінің 
тұрақтылығын жоғалтып, осы элементтердің тұрақсыздығынан мутацияға 

87
ұшырап отырған. Ұзақ уақыт бойы тек жүгерілер осындай элементтердің 
иелері саналып келген, ал қазіргі кезде олар бактерия, дрозофила және басқа 
ағзаларда да табылған.
ДНҚ фрагментінің орын ауыстыру механизмі осы күнге дейін 
толығымен анықталмаған. ДНҚ фрагменті транспозаза ферменті арқылы 
орын ауыстыратыны белгілі. Фермент транспозонның ортасында орналасқан 
20 нуклеотид шамасындағы тізбек арқылы кодталады. Ол мобильді 
элементтіңсоңдарындағы иневерсияланған қайталамалармен спецификалық 
түрде байланысып, оны хромосомадан «қиып» ала алады. «Қиып алу» екі 
түрлі болуы мүмкін: «дәл қию» - ДНҚ аймағының бастапқы құрылымын 
қалпына келтіругек болатын және «дәл емес қию» - бір және одан да көп 
нуклеотидтердің делециясы мен инсерциялары кездесетін қию түрі. Бұл 
мутациялардың тұрақты түрде пайда болуына әкеліп соғады және ДНҚ-ның 
жаңа тізбектерінің жасалуының механизмі болып табылады. 
Әдетте, модильді генетикалық элементтер геномда көп рет қайталанып, 
гетерогенді «ұяшықтарды» түзеді, олардың мүшелері хромосома бойында 
дисперсияланған. Әр ұяшық мүшелерінің басым бөлігі қате құрылған 
копиялар болумен қатар, орын ауыстыру қабілетін жоғалтпаса да, ешқандай 
қызметті кодтамайды. Транспозондардың мінез-құлқын паразитарлық деп 
есептеуге болады. Олардың ұзындығы 2-10 мың нуклеотидтер жұбына тең. 
Жоғарғы сатылы эукариоттарда транспозондарға жасуша ДНҚ-сының 10%-ы 
тиесілі. Олардың басым бөлігі сирек орын ауыстырады, алайда олардың 
жасушадағы саны өте көп болғандықтан, транспозиция түрлердің 
әртүрлілігіне айтарлықтай әсерін тигізеді.
ДНҚ-ның бөлек сегменттері орын ауыстыруының биологиялық маңызы: 

Эволюциялық өзгеріске әкеліп соғатын геннің үзілуі; 

Оқылып басталуға тиіс гендердің белгісі ретінде қызмет 
атқарғандықтан, гендер қызметін реттеу. Жаңа аймақта олар 
геннің жұмысын күшейтіп-әлсіздендіреді; 
Транспозондар 
гендердің 
көлденеңінен 
берілуіне 
қатысады. 
Бактерияларда ұзындығы мен құралым ерекшелігіне қарай қозғалмалы 
гендердің 2 классы анықталған. 

Инсерциялық тізбектер немесе 1S элементтер, олар 1000 
нуклеотид жұбынан тұрады және тек олардың орын ауыстыруын 
кодтайиын бір ғана геннен тұрады. 

Ұзындығы 
3-20 
мың 
жұп 
нуклеотидтен 
тұратын 
транспозондар,олардың құрамында бактериялардың әр түрлі
токсикалық заттарға төзімділікке жауапты қосымша гендер бар. 
Көшпелі гендер геном бойымен бір жерден екінші жерге орын 
ауыстыруға қабілетті болғандықтан, оларды рекомбинантты ДНҚ 
молекуласын тасымалдаушы вектор ретінде қолданған тиімді болар еді. 
Транспозондар негізіндегі вектор көмегімен трансформациялау жұмысы 
алғаш рет дрозофилада жасалды. Транспозицияланатын Р элементі арқылы 
дрозофила шыбынына көзге қоңыр түс беретін ген берілді. Транспозондар 
арқылы гендерді тасымалдаудың үлкен артықшылықтары бар. Өйткені 

88
тасымалдау өте үлкен жиілікпен жүзеге асады, және интеграцияланатын 
ДНҚ-ға қайта құру жұмыстарын қажет етпейді. Оғант қоса, осы әдіспен 
мөлшері үлкен ДНҚ фрагменттерін тасымалдауға болады.

жүктеу/скачать 1.81 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: