Нуклеин кышкылдары

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ.................................................................................................3-4

1.Нуклеин қышқылдары- тұқым қуалау негіздері.............................5-6

1.1.Нуклеин қышқылдарының   құрамы мен құрылысы......................7-9

1.2. Нуклеин қышқылының  маңызы..................................................10-13

1.3. Дезоксирибонуклеин қышқылы.................................................14-19

1.4.Рибонуклеин қышқылы  .............................................................20-27

ҚОРЫТЫНДЫ..........................................................................................28

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ............................................29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

Алғашқы тіршілік нышандары  бұдан 3,2млрд жыл бұрын пайда болған. Ұзаққа созылған эволюция нәтижесінде табиғи сұрыпталу жолымен қазіргі тіршілік иелері - жануарлар, адам,өсімдіктер, микроорганизмдер дүниеге келді. Тірі ағзалардың аса ғажап қасиеттері – ата тегіне ұқсас өзіндей жаңа ағзаны жарыққа шығаруы. Осы бір табиғаттың ұлы жұмбағы ғылым үшін әрқашанда аса маңызды проблема болып келді оны шешуге бүкіл дүние жүзінің ғалымдары ат салысты.Сөз жоқ, тірі ағзаның аса ғажап қасиеті- тұқым қуалайтын белгілерді өзінде сақтау және оны ұрпаққа беру ағзаның өз құрамындағы заттармен байланысты екені аян.Тірі ағзада жоғары молекулалы үш қосылыс бар Олар нуклеин қышқылдары, белоктар, полисахаридтер.

Қазіргі кезде аталған  биологиялық жоғары молекулардың әрқайсының атқаратын қызметі дәл анықталып, тұқым қуалайтын қасиеттерінін негізі тірі ағзалардың барлық ерекшеліктерін қайталап, жарыққа шығарушы нуклеин қышқылдары екені белгілі болды

 Тұқым қуалаушылықтың  материалдық негізі клетканың  ядросында орналасқан.XIX ғасырдың аяғында 1869 жылы Ф.Мишер сельді балықтарының спермасының ядроларының құрамында көміртек, оттек, сутек, фосфор, азот бар, белоктардан өзгеше затты бөлек шығарды. Ғалым ядролардан қышқыл қасиеттері бар затты (латын сөзі nucleos–ядро), бөліп алынған заттарды нуклеин қышқылдары деп атады.

XX ғасырда биологияның аса үздік жаңалығы ДНҚ құрылымының анықталуы еді.  1953 жылы Дж. Уотсон мен Ф.Крик ДНҚ молекуласының құрылымдық моделін жасап, Халықаралық Нобель сыйлығына ие болды. Дж. Уотсон мен Ф.Крик ашқан ДНҚ молекуласы құрылымының дұрыстығы тәжірибе жүзінде толық дәлелденіп, молекулалық биология мен генетиканың дамуына зор ықпалын тигізді.

Академик А. Н. Белозерскийдід лабораториясында жоғары және төменгі  сатыдағы әр түрлі өсімдіктердің, жануарлар  мен микроорганизмдердін, клеткаларынан алынған ДНҚ мен РНҚ-ның құрамы зерттелді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Нуклеин қышқылдары- тұқым қуалау негіздері

Нуклеин қышқылдары — тірі организмдегі тұқым қуалайтын ақпараттарды сақтай отырып, оны келесі ұрпақтарға жеткізетін күрделі құрылысты молекула.ХХ ғасырдың 30—40-жылдары организм өсіп-өнгенде  өзінде бар қасиеттерін келесі ұрпақтарға жеткізудегі нуклеин қышқылдарының  рөлі ғылыми тұрғыдан толықтай дәлелденді.1868 жылы швед биохимигі Ф.Мишер клетка ядросының құрамынан қышқылдық  қасиеті бар затты бөліп алған. Оны алғаш рет ядродан тапқандықтан (латынша “нуклеус” — ядро) нуклеин  қышқылы деп атады. 1951 жылы американдық  биохимик Э.Чаргафф ДНҚ молекуласының  құрамына 4 нуклеотид кіретіндігін тапты. Қос оралмалы ДНҚ сақинасы Екі нуклеотид — аденин мен  гуанин (екі сақиналы) пуриндік негізге, тимин мен цитозин (бір сақиналы) пиримидиндік негізге жатады. Э.Чаргафф  адениннің саны тиминмен бірдей: А=Т, ал гуаниннің саны цитозиннің санына Г=Ц сәйкес екенін анықтады. 1950 жылы ағылшын биофизигі М.Уилкинс ДНҚ-ның  кристалдық талшықтарының рентгенграммасын алды.Р.Франклин ДНҚ молекуласының  рентгенграммалық суретін бірінші  түсірген ғалымдардың бірі болды. Ол рентгенграмманың көмегімен көмірсулы  фосфатты тұлғаның (сүйеніш) шиыршықтың сыртқы жағында, ал азотты негіздер ішкі жағында орналасатындығын және шиыршықтың бір оралымында он нуклеотид болатынын  анықтады.ДНҚ-ның құрамын анықтауда  Р.Франклин ашқан деректердің маңызы өте зор болды. Алайда, ДНҚ молекуласының  қанша жіпшеден тұратыны және қалай  байланысқаны анықталмады. Бұны 1953 жылы американдық биохимик Дж. Уотсон мен  ағылшын биофизигі әрі генетигі Ф.Крик анықтады. Олар рентген құрылымдық әдісті пайдаланып ДНҚ молекуласының  құрамын ашты.Рентген құрылымдық зерттеулер ДНҚ молекуласының ұзын полипептидтік тізбек екенін дәлелдеді. Ол тізбектер қосарлана бұралып, қос оралым  түзеді. Екі тізбектің  азотты негіздері оралымның ішінде қалып, олар өзара бір-бірімен сутектік байланыс түзеді. Ал көмірсу мен  фосфат топтары оралымды сырттап қалады. Демек, әр тізбектің азоттық негіздері коваленттік байланыс арқылы бірін-бірі толықтырып тұратын комплементарлық принципке сай байланысады. Яғни, аденин мен тимин екі сутектік, ал гуанин мен цитозин үш сутектік байланыс арқылы қосылатыны анықталды.Нуклеин қышқылдарының азоттық негіздері, рибоза мен дезоксирибоза қосылып нуклеозид түзеді. Құрамына азотты негіз, рибоза немесе дезоксирибоза және фосфор қышқылының қалдығы кіретін қосылыс нуклеотид деп аталады.Нуклеотидтер — нуклеин қышқылының мономерлері, олар екі топқа бөлінеді: пуриндік — аденин мен гуанин және пиримидиндік — тимин, урацил және цитозин. Әрбір нуклеотидтер молекуласының құрылыстары бойынша бір-бірінен айқын ажыратылады. Нуклеотидтің молекуласы азотты негізден, дезоксирибозадан және фосфор қышқылының қалдығынан тұрады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1. Нуклеин қышқылдарының құрамы мен құрылысы

Нуклеин қышқылдарының толық  емес гидролизі нәтижесінде нуклеотидтер түзілед.Олар нуклеин қышқылдары полимер  тізбегінде қайталанып отыратын күрделі  құрылым буындары (монометрлері). Ал нуклеотидтерді одан әрі гидролиздесе, ортофосфор қышқылын және пентоза мен  азотты негізге айырылатын нуклеозидтерді түзеді.

 

 

 

 

Кесте-1

Яғни, нуклеин қышқылдарының  құрамына азотты негіздер (пиримидинді, пуринді), фосфор қышқылы және моносахаридтер (рибоза мен дезоксирибоза) кіреді. Нуклеин қышқылдары құрамындағы  моносахаридтердің қалдығына байланысты рибонуклеин қышқылы және дезоксирибонуклеин қышқылы болып екіге бөлінеді. ДНҚ молекулалық массалары бірнеше  мыңнан ондаған миллионға жетеді.

Нуклеин қышқылдары — құрамында фосфоры бар биополимерлер. Табиғатта өте көп тараған. Молекулалары нуклеотидтерден тұрады, бір нуклеотидтіқ 5'-фосфор арасындағы эфирлік байланысы мен келесі нуклеотидтің углевод қалдығының 3'-гидроксилі арасы эфир байланысымен нуклеин қышқылдары углеводты-фосфатты қаққасын калайды. Нуклеин қышқылдары жоғарғы полимерлі тізбектеріондаған

нуклеотидтің қалдықтарынан тұрады. Нуклеин қышқылдары құрамына кіретін мономерлерінің (дезокси- немесе рибонуклеотидтер) түріне қарай ДНҚ жәңе РНҚ деп бөлінеді.  Нуклеин қышқылдары тірі клетка ядросының маңызды құрам бөлігі. Нуклеин қышқылдары (НҚ) рибонуклеин қышқылы (РНҚ) және дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) болып екі үлкен түрге бөлінеді. Тірі организмнің құрамына нуклеин қышқылдарының екі түрі де кіреді. Нуклеин қышқылдары жоғары молекулалы гетерополимерлі қосылыстар. Нуклеин қышқылдарының толық емес гидролизі нәтижесінде нуклеотидтер түзіледі. Олар нуклеин

қышқылдары полимер тізбегінде қайталанып отыратын күрделі құрылым  буындары (монометрлері). Ал нуклеотидтерді одан әрі гидролиздесе, ортофосфор қышқылын және пентоза мен азотты негізге айырылатын нуклеозидтерді түзеді. Яғни, нуклеин қышқылдарының  құрамына азотты негіздер (пиримидинді, пуринді), фосфор қышқылы және моносахаридтер (рибоза мен дезоксирибоза) кіреді. Нуклеин қышқылдары құрамындағы  моносахаридтердің қалдығына байланысты рибонуклеин қышқылы және дезоксирибонуклеин қышқылы болып екіге бөлінеді. ДНҚ молекулалық массалары бірнеше  мыңнан ондаған миллионға жетеді.  ДНҚ мен РНҚ құрамының айырмашылығы — нуклеин қышқылын толық гидролиздеу  арқылы анықталды. Оларды гидролиздегенде, әр түрлі заттардың қоспасы түзіледі.Нуклеин қышқылдары құрамында көмірсудың гидроксил тобы мен фосфор қышқылының арасында күрделі эфирлік байланыс түзіледі, ал азотты негіз көмірсудың жанынан жалғасады. Полинуклеотидтіңқұрылысынсызбанұсқаменбылайөрнектеугеболады:

Кесте-2.

Белоктар сияқты нуклеин  қышқылдары әр түрлі болады. Олардыңорганизмдегіфункциясы да әралуан. Нуклеин қышқылдарының  да белоктарсияқтыәртүрліқұрылымдарыболады.Нуклеинқышқылыныңбіріншіқұрылымындамононуклеотидтербелгілітәртіппенорналасады.

Нуклеинқышқылыныңекіншіқұрылымымакромолекулалардыңкеңістіктеқосшиыршық болып орналасуын көрсетеді. Бұл кезде молекулалар арасында және молекула ішінде сутектік байланыс арқылы әрекеттесу болады. ДНҚ-ның макромолекуласы екі полинуклеотидті тізбектен құралады. Олар кеңістікте қос оралма түзеді. Оралманы фосфор қышқылының полиэфирі түзеді, пиримидин және пурин туындыларының жазық молекуласы оралманың ішінде болады.

 

 

 

 

1.2.Нуклеин қышқылының маңызы

Нуклеин қышқылдары биологиялық  тұрғыдан маңызды рөл атқарады. Олар тірі организмдердегі генетикалық  ақпаратты сақтайтын және тасымалдайтын  клетканың (жасушаның) маңызды кұрам  бөліктері болып табылады. Нуклеин  қышқылдары белок биосинтезіне қатысады және тірі организмдерде тұқым қуалаушылықты  сақтап, оның бір ұрпақтан екінші ұрпаққа  берілуін қамтамасыз етеді. ДНҚ жасуша ядросының хромосомасында (99%), рибосомаларда  және хлоропластарда, ал РНҚ ядрошықтарда, рибосомаларда, митохондрияда, пластидтер мен дитоплазмада кездеседі.Олар клетканың  қай бөлігінде шоғырланса, соған  байланысты қызмет атқарады. Жоғарыда айтылғандай, ДНҚ организмдегі тұқым  қуалаушылық ақпаратты сақтайтын  гендердің құрылыс материалы  болып табылады. Ал РНҚ үш түрлі  болғандықтан: рибосомдық (р-РНҚ); тасымалдаушы (т-РНҚ) және ақпараттық (а-РНҚ) әр түрлі  қызметтер атқарады. ДНҚ мен РНҚ  қызметтері 1940 жылдардан бастап анықталып, түрлі биологиялық тәжірибелер  арқылы дәлелденген. Осы зерттеулер нәтижесінде молекулалық генетика ғылымы жедел дами бастады.

Соңғы жылдары ғалымдар жоғары организмдердің гендерін бактериялар  мен ашытқы саңырауқұлақтарының  организміне енгізуді іске асырды. Соңынан оларды белок синтездеуге  пайдаланды. Мысалы, инсулин генін  осылайша "жұмыс істеткізді". Адам инсулині ең алғаш рет Е. соlі деген  бактерияның көмегімен 1982 жылы алынды.

Осылайша бір типтегі  организмнен алынған генді басқа  типтегі организмге енгізуді гендік инженерия деп атайды. Жоғарыда айтылған инсулин, өсу гормоны — соматотропин, сондай-ақ гемофилия ауруынақолданылатын VIII фактор — гендік инженерияның өнімдері. Қазіргі кезде гендік инженерияның көмегімен түрлі жұқпалы ауруларға қарсы вакциналар өндіріле бастады.Барлық тірі организмдерде нуклеин қышқылдарынын, дезокси-рибонуклеин (ДНК) және рибонуклеин (РНК) қышқылы деп аталатын екі түрі болады. Олардың химиялық құрамы, структурасы, клеткада орналасуы мен биологиялық ролі жөнінде бір-бірінен айырмашылығы бар. ДНК жануарлардың, өсімдіктер мен микро-организмдердің барлық клеткаларының ядросында болады. Гистон белогымен бірге ол нуклеогистон комплексін түзеді де, хроматин-нің негізгі массасын құрайды. ДНК ядроларда кездесуімен қатар өсімдіктер митохондриясы мен пластидтерінен де табылған. Клетканың аталған үш

органоидтарында ғана кездесетін ДНК-ден өзгеше, РНК көптеген органоидтардан (ядро ядрошығынан, хроматиннен, цитоплазмадан, пластидтерден, митохондирия мен рибосомалардан) табылады.Ғалымдар клеткадағы ДНК мөлшері айтарлықтай дәрежеде тұрақты екендігін анықтады. Оның мөлшері сыртқы орта жағдайларының әсерінен шамалы ғана өзгереді. ДНК-ның мөлшері бір клеткаға есептегенде қос жарнақты өсімдіктерде 10—20 ал дара жарнақты өсімдіктерде —100 пикограмға тең болады (1 пг= 10 г). ДНК толық ыдырағанда 4 азотты негіз, моносахарид дезоксирибоза және фосфор кышқылы пайда болады. РНК гидролизі кезінде де 4 азотты негіз, моносахарид рибоза және фосфор кышқылы бөлінеді. ДНК мен РНК-ның химиялық құрамында ұқсастықтар да, айырмашылықтар да бар.Үш азотты негіз — аденин, гуанин және цитозин нуклеин қыш-қылдарының бәріне ортақ болып табылады. ДНҚ-ның құрамында — тимин, ал РНК-ның құрамында — урацил болады. Моносахарид дезоксирибозаның рибозадан айырмашылығы бар. Онда карбонил көміртекпен көршілес жатқан көміртекте оттек атомы болмайды.Аденин мен гуанин пуриннің туындылары, ал басқалары — пиримидиннің туындылары болып табылады.Осы азот негіздері рибозамен немесе дезоксирибозамен қосылып нуклеозид түзеді. Дезоксиаденозин, дезоксигуанозин, дезокси-цитидин және тимидин — ДНК нуклеозидтері болып табылады. Ал аденозин, гуанозин, цитидин, уридин РНК. Нуклеозидтері болып саналады. Мұндапуриндінемесе пиримидиндінегіздер өзінің 9 немесе 1 жағдайындағы азот атомы арқылы моносахаридтің  бірінші көміртек атомымен жалғасады. Мысалы:Рибозанын, бесінші көміртек атомына фосфор қышқылыың қалдығы қосылады.

Құрамынаазотты негіз, рибоза немесе дезоксирибоза және фосфор қышқылының қалдығы кіретін мұндай қосылыс нуклеотид деп аталады. РНК құрамындағынуклеотидтераденил,гуанил,цитидил,уридилқышқылдарыдепаталады.ДНҚқұрамынадезоксиаденил, дезоксигуанил, дезоксицитидил, тимидилқышқылдарыдепаталатыннуклеотидтеркіреді.

Пентозаныңүшіншікөміртегіндегі  ОН тобы бос күйіндеқалады. Осы гидроксил  тобыарқылынуклеотидтерөзарабайланысады. Жекелеген нуклеотид нуклеин  қышқылыныңорасан зор молекуласын құруүшінқүрылыс “кірпіші” ретінде пайдаланылады. Сондықтан нуклеин қышқылдарынполимерлердепатайды, ал нуклеотидтермономерлерболыптабылады. Осындайәдіспенұзынполинуклеотидтіктізбектүзе

отырып, көптеген мононуклеотид  қалдықтарыбайланысаалады. Пентозамен фосфор қышқылыныңкезектесіпкеліпотыратынқалдықтарынан осы тізбектін, осіқұралады,ал азоттынегіздертізбектіңбүйірінеорналасады. Екіполинуклеотидтіктізбектіңазоттынегіздерісутектікбайланыстүзеотырып, өзараәрекеттеседі. Бұлбайланыстыңеңкөпмөлшеріаденин мен тимин, гуанин мен цитозинніңарасындатүзіледі. Бұлнегіздеркомплементарлынегіздердепаталады. Олардыңарасындатүзілетінсутектікбайланысполинуклеотидтіктізбектердібір-бірінебекітеді. Мұндайтізбеккомплементарлытізбекдепаталады.

Нуклеин қышқылдарыныңалуантүрлілігіолардыңқұрамынакіретіннуклеотидтердіңмөлшері  мен сапасынабайланысты.Академик А. Н. Белозерскийдің лабораториясындажоғарыжәнетөменгісатыдағыәртүрліөсімдіктердің, жануарлар мен микроорганизмдердін, клеткаларынаналынған ДНК мен РНК-ныңқұрамызерттелді.

Ақуыз молекуласы сияқты, ДНҚ  молекуласы да биологиялық полимер. ДНҚ-ның молекулалық салмағы 10 млн. болады, кейбір жағдайда (ақуыздың биосинтезіне байланысты) 50-100 млн-ғы дейін жетеді. ДНҚ полимерлері мен мономерлерінің ролін комплементтік негізіне сәйкес бірінене кейін бірі орналасатын нуклеотидтер атқарады.Нуклеин қышқылдарының 2 түрі бар: дезоксирибонуклеин «ДНҚ» және рибонуклеин «РНҚ».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3.Дезоксирибонуклейн қышқылы

ДНҚ-ң құрылымын зерттеген  көптеген тәжірибелердің нәтижесінде, 40–жылдардың аяғында төмендегідей мәліметтер белгілі болды:

1. ДНҚ 4 нуклейдтен (аденин, гуанин, цитозин, тимин) тұрады. Олардың алдыңғы екеуі екі, ал қалғандары бір сақинадан құралған. әр нуклеотид бесбұрышты қантпен коваленттік байланыс арқылы қосылған фосфат тобымен азоттық негізден тұрады.

2. нуклеотидтер бір-бірімен  қант және фосфор тобымен ковалентті  байланыс арқылы қосылған. Осы  фосфор тобымен қанттың қалдығына  тұратын ұзын шиыршықты молекуланы  қант-фосфорлы тұлғасы дейді.

3. Э.Чаргафф анықтаған  ДНҚ-ның барлық молекуласындағы  адениннің (А) саны тиминмен (Т)  бірдей, ал гуанындікі (Г) цитозынмен (Ц) тең; оны қысқаша былай  белгілейді А=Т, Г=Ц

Аденин мен тимин екі  сутектің байланыспен, ал гуанин мен  цитозин үш сутектік байланыс арқылы қосылыс түзеді.

4. ДНҚ-ның молекуласы шиыршық  (оралма) болып оралған. Оның негіздері  шиыршыққа тік бұрыгпен орналасады. Оны ең алғаш Р.Франклин түсірген  рентгенограммадан көруге болады. Рентгеннограмманың көмегімен қант-фосфорлы  тұлғаның шиыршықтың сыртқы жағында,  ал негізі іште екенін және  шиыршықтың бір орамында он  нуклеотид болатыны анықталды.

Р.Франклин ашқан деректердің  ДНҚ-ның құрамын анықтауда маңызы зор болды, бірақ екі сұрақ  жауапсыз қалды: ДНҚ-ның молекуласы қанша жіпшеден тұратынын зерттеп,негізін салған 1953 ж Ж.Уотсон мен Ф.Крик ұсынған ДНҚ-ның құрылымы еді. Олар ұсынған құрылымды ДНҚ молекуласы 2 жіпшеден немесе тізбектен тұрады. Бұл жердегі жіпшелердің орнында осы тізбектердің қант-фосфатты тұлғасы тұрады да ал баспалдақтың рөлін негіздер атқарады. әрбір баспалдақ 2 негізден тұрса олардың екі, ал екіншісі бір сақинадан тұрады.ДНҚ-ның қосарлы сақинасының былай түзеледі. Мұнда бір тізбектің азотты негіздері екінші тізбектің азотты негіздерімен сутектік байланыс арқылы өзара жақын орналасқан.Сутектік байланыстың түзулуінің өзі азотты негіздердің өте жақын түйісунің нәтижесі деп түсінген дұрыс.Түйісетін нуклеотидтер белгілі бір заңдылықта бағынады атап айтқанда бір тізбекте А орналасса, екінші тізбекте оның қарсысында Т орналасады, яғни А-ға Т комплементті, ал Г-ге Ц комплементті болып орналасады. Нуклеотидтердің осылай комлементке сай орналасуының нәтижесінде, біріншіден, қосарлы

сақинаның бүкіл ұзына  бойындағы тізбектердің ара қашықтығы  бірдей болады, екіншіден, қарама-қарсы  орналасқан негіздердің арасы сутектік байланыстар арқылы қосылады. Мәселен, Г мен Ц 3 сутектік байланыс, ал А  мен Т арасындағы 2 сутектік байланыс түзіледі. Неғұрлым сутектік байланыс көп болса, ДНҚ жіпшелері дерт болады және оның молекуласы тұрақты  болып, қозғалғыштығы сақталатындығы дәлелденді.

 Қорыта келе, Ж.Уотсон  мен Ф.Крик ашқан ДНҚ молекуласы  құрылымының дұрыстығы экперимент  жүзінде толық дәлелденіп молекулалық  биология мен генетиканың дамуына  зор ықпалын тигізді.

Әр клетканы 2 бөліктен цитоплазма мен ядродан тұратыны белгілі  Клетка ядросының ішінде ұзын да жіп-жіңішке, тыныштық күйде әрең-әрең көрінетін  заттар- хроматин жіпшелері кішкентай  таяқшаларға- хромосомаға айналады Хромасомалардың саны, пішіні,мөлшері  ағзаның әр түрі үшін тұрақты.

Хромасома- ДНҚ мен белоктан құралған күрделі жүйе Хромасома  белоктары гистондар мен гистон емес қышқыл белок болып келеді Бұл  белоктар хромасома құрылымын қалыпта  ұстап тұру үшін қажет Хромосомалардың  дәлірек айтқанда, ДНҚ құрамында  гендер бар 

Гендер ағзаның өзіне  ғана тән тұқым қуалайтын белгілерін анықтайды Еркектің сперматазоиды  клеткасы мен ұрғашының аналық клеткасы қосылып ұрықтанған клеткада, яғни зиготада ата мен анадан келген ген  саны бірдей және жаңа ағзаның одан әрі дамып-жетілуі осы генге  байланысты.  Көптеген эксперименттік деректерге қарағанда ДНҚ мен РНҚ молекулалары біртұтас ұзын тізбектен тұратындығы анықталды.  ДНҚ жіп тәрізді ирек-ирек болып құралған 2 талшықтан тұрады Ол ядро хромасомасының ішінде орналасады. Ал РНҚ жіп тәрізді ирек-ирек болып құралған бір ғана талшықтан тұрады. Олардың кішкенелігі сонша тек электрон микроскопы арқылы көрінеді.

ДНҚ нағыз ядролық қышқылдар  дегенмен оны ғалымдар кейін жылдары  өсімдіктердің пластидтерінен және жануарлардың митохондриясынан тапты. Бірақ ДНҚ негізінде ядроларда ғана көптеп кездеседі. ДНҚ құрылымы жағынан химиядағы белгілі қосылыстардың бірде –біріне ұқсамайды. Химиялық тұрғыдан қарағанда ДНҚ-ның әрбір тізбегі полимер Оның мономерлері нулеотид деп аталатын заттар Ал РНҚ болса клетканың цитоплазмасының кез келген бөліктерінде кездесе береді.

ДНҚ құрамында азоттық  негіздер аденин,гуанин,цитозин,тимин 

кіреді. Бұлардан өзге ДНҚ құрамында шағын мөлшерде 5 метилцитозин және басқа да минорлы негіздер кіреді. Азоттықнегіздер дезоксирибоза және фосфор қышқылы үшеуі 4 дезоксирибо нуклеотид түзеді. Олар ДНҚ-ның мономерлі тізбегі болып табылады. Осы арада жануарлардағы және өсімдіктердегі ДНҚ құрамы бірдей ме Чаргафф тыңғылықты  негізде жүргізген зерттеулері мынаны көрсетті: жануарлар мен микроорганизмдердің әр түрінің ДНҚ құрамындағы пурин мен пиримидин негіздерінің саны әр түрлі екен. Бұл жағдай ДНҚ құрамының әр түрдің өзіне тән ерекшелігі болатынын көрсетті. Әр түрлі ағзалардағы органдар мен ұлпалардағы ДНҚ-ның химиялық құрамын зерттеу кезінде мынандай маңызды жағдайды анықтайды: барлық ДНҚ молекуласында А=Т,Ц=Г,А:Т=1,Ц:Г=1, А+Г=Т+Ц. Қандай ағза болса да кез-келген ДНҚ құрамына кіретін пурин негіздерінің қосындысы, пиримидин негіздерінің қосындысына тең.

Чаргафф жүргізген тамаша зерттеулер ДНҚ молекуласының құрылымының  ғылыми теориясын жасауға негіз  болды. ДНҚ құрамындағы азоттық негіздердің мольі тең екендігін Чаргаффтан кейінгі ғалымдар да дәлелдеді.

Молекулалық массасы.

Бактериялар, фагтар және вирустардың  ДНҚ-ң молекулалық массасы 10-10Д  аралығында.ДНҚ молекуласының құрылымы ДНҚ құрамына негізінен 6 түрлі зат кіргенімен, оның 4-уі азоттық негіз,дезоксирибоза,фосфор қышқылы.Оның молекулалық құрылымы өте күрделі.Бір нуклеотидтің дезоксирибозасы және 2 нуклеотидтің фосфаты көмегімен нуклеотидтер өзара байланысып жалғасады, ол ұзын полинуклеотидтік тізбек түзеді. Осындай тізбектегі нуклеотидтердің орналасу тәртібін ДНҚ-ң бірінші реттік құрылымы деп атайды.Нуклеотидтер арасында фосфо,диэфирлік байланыстар түзуге пентоза қалдығының гидроксил топтары жатады.ДНҚ молекуласы — үш құрылымды. ДНҚ-ның бірінші реттік құрылымына — оның молекуласындағы нуклеотид қалдықтарының белгілі тәртіппен кезектесіп қайталануы жатады. ДНҚ-ның екінші реттік құрылымы — оның шиыршықты, яғни көптеген дезоксирибонуклеотид тізбектерінің оралым түрінде болуы. Әр тізбектің орамы 10 қос нуклеотидтен тұрады, бір орамның ұзындығы 3,4 нм болады. Нуклеотидтердің ара қашықтығы 0,34 нм-ге тең. Олардың диаметрі — 1,7 нм.ДНҚ-ның үшінші реттік құрылымында оралым кеңістікте бүктеліп орналасады.Нуклеин

қышқылдары екіге бөлінеді: дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) және рибонуклеин (РНҚ) қышқылы. Олардың  бұлай аталу себебі — нуклеотид  молекуласының құрамына кіретін  пентозаның түріне байланысты. Егер молекуласының  құрамына дезоксирибоза кірсе —  ДНҚ, ал рибоза кірсе — РНҚ деп  аталады.

 ДНҚ қос тізбегінің бір бөлігі маңызын алғаш рет 1944 жылы Эвери, Мак-Карти және Мак-Леод ашып көрсетті. 1953 жылы Уотсон мен Крик рентгендік анализ жасау және басқа да мәліметтер негізінде ДНК молекуласының моделін құрастырды, Олардың моделі бойынша ДНК молекуласы бір оське бағытталған спираль тәрізді айнала оралған екі комплементарлық тізбек болып табылады. Әрбір тізбек кәдімгі полинуклеотид болып саналады, онда нуклеотидтер фосфор қышқылының қалдықтары арқылы өзара байланысқан. Спиральдағы полинуклеотидтердің екі тізбегі бір-біріне азот негіздері жағынан бағытталған. Сол себептен қос тізбекті спиральдың ішінде азот негіздері орналасады. Углевод пен фосфат топтары спиральдың сыртына орналасады. Бұл жағдайда бір тізбектің негіздері жоғарыда айтылғандай сутектік байланыстар арқылы екінші тізбектің негіздерімен байланысқан. Тізбектер комплементарлы болып келетіндіктен, тізбектердің біріндегі негіздердің орналасу реті әр түрлі болуы мүмкін, бірақ екінші тізбектегі негіздердің орналасу реті бірінші тізбектегі негіздердің орналасу ретіне сәйкес келуі тиіс. Бір тізбектегі аденин екінші тізбектегі тиминмен, гуанин цитозинмен байланысады.

Вилькенс және Р. Франклин тапқан ДНК молекуласының рент-генограммасы оның спиральды структурасын дәлелдеді.ДНК-ның  молекулалық салмағы жөнінде  қорытынды жасап, пікір айту қиын, өйткені ДНК-ны жоғары сатыдағы өсімдіктерден  бөліп алу процесінде оның молекулалары жеке бөлшектерге ыдырап кетеді. Бидай  клеткаларынан бөліп алған ДНҚ  бөлшектерінің құрамында нуклеотидтердің  саны 108-ге жетеді.

1956 жылы Шрамм мен Френкель-Конрат  лабораторияларында бір мезгілде  РНК-ның белок синтезіндегі маңызы  ашып көрсетілді. Олар тұңғыш  рет темекі мозаика вирусын  РНК мен белокқа бөлді және  РНК-ны темекінің өсіп тұрған  сау жапырағына енгізді. Енгізілген  РНК жапырақта ауру туғызды.  Бұл жағдай енгізілген РНК-ның  негізінде жапырақта вирус белогы  синтезделгенін дәлел-деді. РНК-ның  матрица екендігі көрсетілді. Матрица  деген сөз баспа тәжірибесінен  алынған. Белгілі бір басылымды  шығарудан бұрын оныңформасын  шрифт теру арқылы салады. Оны 

матрица дейді. Соған ұқсас, белок түрін жасаудан бұрын оның тұлғасы РНҚ арқылы қаланады деп түсінеді. РНҚ-ның белок синтезіндегі матрицалық ролі туралы жорамал осылайша пайда болды. Бұлжорамалдысоңғы 10 жылдакөптегенжаңафактілеррастапшықты. Белок синтезіөтекүрделіболыпкеледі, оғаналуантүрліферменттіксистемалар мен әртүрлі РНҚ қатысады. РНҚ-ныңбірнешетүрлерібелгілі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4.Рибонуклеин  қышқылы

РНҚ биосинтезі РНҚ-ның барлық түрі ядро ішінде, ДНҚ молекуласында  синтезделеді. Бұл процесс транскрипция деп аталады және оны РНҚ-полимераза ферменті катализдейді. Транскрипция кезінде РНҚ- полимераза ДНҚ-мен қосылады да,қосқабат спиральді ажыратып жазады. ДНҚ-ның осы учаскесінде ,матрицадағыдай,тиісті РНҚ-синтезделеді,ол үшін нуклеотидтік тізбек 5>3 бағытында біртіндеп өседі. Мұндай синтез үшін төрт рибонуклеозидтрифосфаттың бәрі қатысуы тиіс. Синтезделу барысында бұлардан пирофосфаттар бөлініп шығады.Транскрипция процесі үшін ДНҚ-ның екі тізбегі де қажет РНҚ түзілу үшінматрица ретінде бір тізбек қана қызмет етеді, сол тізбектен көшірме түсіріледі. РНҚ синтезі кезінде екінші тізбектің қандай қызмет атқаратыны белгісіз.Транскрипция үйлесімді сәйкестік принципі бойынша іске асады: ДНҚ-ның тиісті учаскесінде азоттық негіздердің реттілігін РНҚ молекуласы толық көрсетеді. ДНҚ құрамында тимин бар жерде РНҚаденин қалдығын ұстайды, ДНҚ-да гуанин болса, онда цитозин қалдығы, ДНҚ-да цитозин бар болса, онда гуанин, ДНҚ-да аденин бар болса, онда урацил қалдығы болады.

Үш түрлі РНҚ синтезделеді. Олар:рибосомдық РНҚ,информациялық немесе матрицалық РНҚ,транспорттық РНҚ.

Алғашында барлық РНҚ ұзын алғы зат ретінде түзіледі,кейіннен олар қысқа молекулаға айналады. Мұндай айналып өзгеру бірнеше кезеңді басынан өткізеді және ‘’процессинг’’(пісіп жетілу) деп аталады. Алғы заттар және процессингтің аралық өнімдері пре-РНҚ деп аталады.

Процессинг кезінде ферменттердің  әсер етуімен алғы заттан нуклеотидтер үзіліп бөлінеді және одан кейін қайта  қосылады, өйткені ДНҚ құрамындағы  ген бүкіл молекула бойына бөлек-бөлек  болып шашырай орналасады. Бұл процесс кезінде де азотты негіздер метилденеді немесе гидрленеді.“Пісіп жетілген” РНҚ молекуласы ғана өзінің тікелей міндетін атқара алады.Тұқым қуалау мәліметін беруде және белоктар биосинтезі кезінде әр РНҚ белгілі бір қызметті атқарады.

РНҚ-ның химиялық құрамы және қасиеттері.

РНҚ химиялық құрамы жағынан  ДНҚ-ға ұқсайды, тек РНҚ молекуласында  дезоксирибоза орнында рибоза болады, ал тимин урацилмен алмастырылған. Сонымен РНҚ құрамында азотты негіздерден аденин, гуанин, цитозин және урацил кіреді, сло сияқты минорлы негіздерден инозин, псевдоурацил, метилинозин кіреді. ДНҚ құрамындағы сияқты мұнда да фосфор қышқылы болады.ДНҚ-дан айырмасы- РНҚ түрлерінің бәрі әдетте бір тізбек түрінде тіршілік етеді. Өзінің түрлеріне байланысты РНҚ шамасы және молекулалық массасы әр түрлі болады.

Рибосомдық РНҚ және рибосома құрылымы.

РНҚ түрлерінің ішіндегі сан жағынан ең көбі рРНҚ. Бұл рРНҚ-рибосоманың басқа түрлерімен салыстырғанда, оның молекулалық массасы ең үлкен. Эукароиттық клеткалардан төрт типті рРНҚ табылған,олар белоктармен қосылып, м м 4,5× 10⁶ шамасына жететін рибосома түзеді.Рибосомаларды молекулалық машиналар деп санайды, мұнда ДНҚ-дан иРНҚ алып келген бағдарлама бойынша белок синтезделеді.

Рибосомалар дегеніміз- клетка цитоплазмасының глобулярлы бөлігі, сүтқоректі жануарларда рибосомалардың диаметрі 20-30нм. Олардың құрылымы күрделі, үлкендігі, пішіні және химиялық құрамы әр түрлі екі суббөліктен құралады. Рибосомалардың суббөліктерге бөлшектенуі және олардың тұтас рибосома болып бірігуі, белок синтезінің белгілі кезеңінде клеткада жүзеге асады. Ультрацентрифугаланғанда эукариот рибосомасы 80Sкезінде тұнбаға шөгеді. Мұндағы S-Сведберг өлшемі, ол седиментация (шөктіру) коэффициенті деп аталады. Эукариоттың тұтас рибосомасы 80S деп белгіленеді, ал оның суббөліктері 60S (үлкен суббөлік), 40S (кіші суббөлік) түрінде белгіленеді.

 

Информациялық РНҚ.

Информациялық РНҚ көп  жағдайда матрицалық РНҚ деп аталады, өйткені информациялық РНҚ-да матрицадағыдай, полипептид синтезделеді. иРНҚ молекуласы тиісті гені бар ДНҚ-ның белгілі учаскесінде синтезделеді де және сол геннің көшірмесін дәл түсіріп алады. Осыдан кейін иРНҚ ядродан цитоплазмаға шығады да, рибосомалармен қосылады, белок синтезі осылайша басталады. Жануарлар клетаксындағы иРНҚ тіршілігі бірнеше сағатқа, тіпті бірнеше күнге созылуы мүмкін. Осы мезгіл аралығында белоктің жүздеген, тіпті одан да көп молекулалары