Amea molekulyar Biologiya və Biotexnologiyalar İnstitutu

HapMap3 Project (HapMap-ın 3-cü fazası): https://www.sanger.ac.uk/resources/downloads/human/hapmap3.html
Bu layihələr müxtəlif ölkələrdə yaşayan insan populyasiyalarının genetik oxşarlıq və fərqlərinin aşkarlanması və kataloqlaşdırılması üçün yaradılıb. Genom və populyasiya tədqiqatlarının aparıldığı ən böyük beynəlxalq layihələrdən biridir. Məqsəd sağlamlığa təsir edən, xəstəliyə gətirib çıxaran, dərmanlara və ətraf mühit amillərinə fərdi reaksiyanı formalaşdıran genlərin tapılması olmuşdur.
Layihənin birinci mərhələsi 2005-ci ildə 4 coğrafi fəqrli populyasiyadan olan (Yoruba in Ibadan, Nigeria; Japanese in Tokyo, Japan; Han Chinese in Beijing, China; and the CEPH (U.S. Utah residents with ancestry from northern and western Europe) 269 fərddən alınan bir milyona qədər dəqiq və tam SNP genotiplərini əhatə etmişdir. I faza HapMap-ə SNP və ona qonşu nahiylərlə əhəmiyyətli korrelyasida olan rekombinasiya hotspotları, ilişkiyə görə qeyri-taraslığın blok-tipli quruluşlarını, aşağı haplotip müxtəliflikli sekvens olunan 500 kb regionları (HapMap ENCODE I regions) əhatə edir. Bu ardıcıllıqlar ilkin assosiasiyaları aşkar etməyə imkan verir.
II faza HapMap 2007-ci ildə başladı. I Fazada tədqiq olunan fərdlərə məxsus 2,1 milyon SNP əlavə olundu. Bu faza SNP teqlərin yaxşılaşdırılmış seçimini, genetik variasiyanın yeni mənzərəsini (xəritələrini), təkamülünü və dəqiq assosiasiyalarını anlamağı təmin etdi.
B.Britaniya və ABŞ tərəfindən həyata keçirilən layihənin əlavə 7 populyasiyanın (Maasai in Kinyawa, Kenya; Luhya in Webuye, Kenya; Chinese in metropolitan Denver, CO, USA; Gujarati Indians in Houston, TX, USA; Toscani in Italia (Tuscans in Italy); African ancestry in the Southwest USA; and Mexican ancestry in Los Angeles, CA, USA.) daxil edilməsi ilə bağlı 3-cü fazası haqqında məlumatlar 2010-cu ildə verildi. Bu nümunələrdə daha 1,6 milyon SNP genotipləşdirildi. Nümunələr hər biri 100 k.b. olan 20 nahiyəni birləşdirən 2 Mb-lik ENCODE II regionlara sekvens edildi

25. 
    COVİD-19 tədqiqatları və məlumat bazaları.
    

26.Populyasiya və genom tədqiqatlarından alınan nəticələrin işlənməsi metodları.
27.Genom və populyasiya tədqiqatları məlumat bazaları. Hazırda genom məlumatları üzrə ən böyük baza https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome məlumat bazasıdır. Saytda həmçinin digər nəhəng genom məlumat bazalarına (Genomic Online Database – GOLD - http://www.genomesonline.org/, Ensembl Genome Browser - http://www.ensembl.org/index.html, Bacteria Genomes at Sanger - http://www.sanger.ac.uk/resources/downloads/bacteria/, Large scale Genome Sequencing (NHGRİ) - http://www.genome.gov/10002154ç 1000 Genomes Data - http://www.internationalgenome.org/, http://browser.1000genomes.org/index.html və s.), genomların annotasiyaları və analizi üzrə alətlərə (online proqramlara) və s. linklər vardır. Təqdim edilən saytda həmçinin ardıcıllıqları tam oxunmuş insan, virus, mikrob, orqanella (plastid və mitoxondri), bitki və heyvan genomları, onların annotasiyaları, xəritələri və s. ilə tanış olmaqla bərabər həmin genomları fərdi şəkildə yükləmək olar. Bu saytda (NCBİ – National Center for Biotechnological İnformation) genom annotasiyaları International Sequence Database Collaboration ((INSDC), i.e. DDBJ, ENA or GenBank) adlanan Genom ardıcıllıqları məlumat bazaları beynəlxalq əməkdaşlıq layihəsi üzrə həyata keçirilir. Bazada ardıcıllıqları tam və ya qismən oxunmuş ~17400 (mikroblardan insana qədər) genom informasiyası vardır. Onlardan ~2009-u eukarotlara (~212 bitki, 703 heyvan, qalanları göbələkGenom layihlər, prosistitlər və s.) məxsusdur. Maraqlı genom layihələrindən biri 2006-cı ildə Almaniyanın Maks Plank İnstitutunda başlanaraq 2013-cü qismən başa çatdırılmış (~1,7-2,0 Gb oxunmuşdur) və insanın təkamülü baxımından böyük əhəmiyət kəsb edən Neonderhtal Genome Project-idir: Genom kitabxanaları individual orqanizmə xas olan bütün DNT-nin vektorların köməyi ilə yaradılmış rekombinant klonlar toplusudur
28.Mikrobiologiya fənni: məqsəd, vəzifələri.
Mikrobiologiya termini mikro- kiçik, bios-həyat,loqos -elm sözlərinin birləşməsindən əmələ gəlmiş və çox kiçik ölçülü canlıları öyrənir ki, bunları da mikroskopla müşahidə etmək mümkndür.Biologiyanın mühim sahəsi olub, mikroorqanizmlərin xarici görünüşü, hüceyrə quruluşu,yayılması, fiziologiyası,təsnifatı,irsiyyət və dəyişkənliyi,ekologiyası,insanların mənafeinə uyğun istiqamətdə tətbiqolunma yollarını və s. öyrənən elmdir. Mikrobiologiya nəzəri və praktik tədqiqatlarda bioloji fənnlər içərisində qabaqcıl yerlərdən birini tutmuşdur. Müasir mikrobiologiyanın əsas obyektləri bakteriya, aktinomisetlər və göbələklərdir.Mikroorqanizmlərin faydalı xüsusiyyətlərindən istifadə etmək kimi praktiki təlabat bu elmin inkişaf etdirilməsinə, onun sərbəst fənnlərə ayrılmasına imkan verir.Bu fənn öz inkişafı zamanı- Ümumi mikrobiologiya,su,torpaq,sənaye,baytarlıq, kənd təsərrüfatı və s. kimi fənnlərə ayrılmışdır.Fənnin inkişafının əsas məqsədi bakteriya və göbələklərin morfoloji, fizioloji, biokimyəvi ,irsiyyət və s. xüsusiyyətlərinin daha dərindən öyrənilməsi və əldə olunan biliklərin insanın həyat fəaliyyətinin bir çox sahələrində (qida istehsalı,metallurgiya sənayesində, kosmik tədqiqatlarda,tibb sahəsində antibiotiklərin,vitamin və hormonların sintezi və s.) tətbiq edilməsidir.
29.Mikrobiologiyanın müasir biologiya elminin inkişafında yeri və rolu.
Mikrobiologiya öz növbəsində bir sıra elmlərin – genetika, biokimya, molekulyar biologiya və biofizikanın inkişafında mühüm rol oynamışdır.Ümumi biologiya və təbabətin bir çox problemlərinin həlli və eləcə də mikroorqanizmlərin xalq təsərrüfatında istifadəsi bilavasitə mikrobiologiyanın nəaliyyətləri ilə əlaqədardır.İlk dəfə DNT-in irsi informasiyada rolu, genin mürəkkəb strukturu,genetik kodun kəşfi və izahı mikroorqanizmlərlə şərh edilmişdir.mikroorqanizmlərin biosintetik fəaliyyətinin öyrənilməsi göstərdi ki, müxtəlif mikrobların köməyi ilə xalq təsərrüfatı əhəmiyyətli bir çox maddələr sintez etmək olur.Vitamin,ferment,hormon və s. maddələr mikroorqanizmlərin iştirakı ilə zavod miqyasında istehsal edilir.Metallurgiya sənayesində müxtəlif metalların filizlərdən ayrılmasında, əlvan və nadir metalların istehsalında, kosmik tədqiqatlarda və s. mikrobiologiyanın nəaliyyətlərindən istifadə olunur.Bakteriyaların genetik quruluşunun sadə olması və onların sürətlə çoxalmaq qabiliyyətinin olması genetik araşdırmalara kömək olmuşdur.DNT-in quruluşunun öyrənilməsi və mutasiyalar, irsiyyət haqqında məlumatların əldə olunmasında mühim rol oynamışdır.
30.Mikrobiologiya elminin inkişaf mərhələləri və onun bir elm sahəsi kimi inkişafına təkan verən amillər. Mikrobiologiyanın inkişaf mərhələləri aşağıdakılardır.a)Emprik mərhələ - ən qədim mərhələdir.Bu dövrdə insanlar mikroorqanizmləri tanımasalar da onların fəaliyyətindən günlük yaşamlarında şüursuzca istifadə etmişlər(çörəkbişirmədə, şərabçılıqda,süd məhsullarının alınmasında) b)Morfoloji – bu mərhələnin inkişafı əsasən mikroskopun ixtirasından sonra başlamışdır.İlk mikroskoplar 1590-cı ildə Yansen qardaşları, 1610-cu ildə isə Qaliley tərəfindən olmuşdur.Lakin mikroorqanizmlər haqqında ilk məlumat verən onları kəşf edən Antoni van Levenhuk olmuşdur.Onun ixtira etdiyi mikroskop cismi 270 dəfə böyütmək qabiliyyətinə malik olmuşdur.O, birhüceyrəli canlıları ibtidai,yosun, bakteriya, maya göbələklərini öyrənmiş onların su, hava,ağız və s. də geniş yayıldığını bildirmişdir.”Levenhukun açdığı təbiətin sirləri” kitabında 3 mikrob formasının(dairəvi,çöp,vergülvari) şəklini vermişdir.1786-cı ildə Müller mikrobları sistemləşdirərərk 200-ə qədər birhüceyrəli canlını təsvir etmişdir.c)Fizioloji – XIX əsrin ikinci yarısından etibarən mikrobları təkcə sistemləşdirmək deyil həm də onların müxtəlif roseslərdə iştirakı ilə məşğul olmuşlar.Lui Paster- ilk dəfə mikrobların təkcə xarici görünüşcə deyil ayrı-ayrı proseslərdə iştirakı ilə də bir birindən fərqləndiyini qeyd etmişdir.Lui Pasterin işləri – qıcqırma,öz -özünə törəmə, şərab və pivə xəstəlikləri, barama qurdu xəstəlikləri, yoluxma və vaksina, quduzluqdan qorunma, pasterilizasiya və sterilizasiya prosesinin kəşfi.Robert Kox- vərəm çöpləri, Flemminq – pensilin antibiotikinin kəşfi, Beyerinq və Vinoqradski – kənd təsərrüfatı mikrobiologiyasının əsasının qoyulması, İvanovski – virusların kəşfi və s.d)Müasir molekulyar genetik – mikroorqanizmlərin genomunun öyrənilməsi, E.coli bakteriyasının DNT -in oxunması, mikroorqanizmlərdə mutasiyaların öyrənilməsi və yeni ştammların alınması ilə lazimi kimyəvi maddələrinin sintezinin sürətləndirilməsi və s. proseslər bu dövrü əhatə edir.Morfoloji və fizioloji dövrlərdə mikroorqanizmlərin sistemləşdirilməsində əsas rolu onların morfoloji quruluşu tuturdusa, molekulyar genetik mərhələdə artıq genetik xüsusiyyətləri də nəzərə alınır.
31.Mikrobiologiyanın müasir problemlərinin ümumi xarakteristikası. Müasir mikrobiologiyada elmin və praktikanın xüsusi problemlərinin həlli üçün həm də biologiya üçün vacib olan çoxlu sayda fundamental və tətbiqi problemlər mövcuddur. Elmi-texniki tərəqqinin və ümumi mikrobiologiya üsullarının artması və digər elmi tədqiqat metodlarının cəlb edilməsi.(genetika, molekulyar biologiya, biokimya, biofizika və s.) müasir mikrobiologiyanın keyfiyyətcə inkişafına səbəb olmuşdur.Mikrobiologiyanın bir çox məsələlərinin həlli üçün mikroorqanizmlərin ultrastrukturunun öyrənilməsi, böyümə və inkişafı proseslərinin genetik tənzimlənməsi, biosintezin genetik və biokimyəvi mexanizmlərinin öyrənilməsi xüsusi əhəmiyyət kəsb edir.Tibbi biologiyanın problemi mikroorqanizmlərin infeksiyası, vilurentlik və patogenlik xüsusiyyətlərinin dərindən öyrənilə bilməməsidir.Mikrobiologiya bu problemlərin həllində mühüm irəliləyiş əldə etməsinə baxmayaraq hələ də, patogen mikroorqanizmlərin xassələrinin öyrənilməsi, patogenlik, genetika, virulentlik, toksinlərin quruluşu və onların fəaliyyət mexanizmləri,bakteriyalarla qarşılıqlı təsir mərhələləri ,həssas toxumalar və hüceyrələr və.s kimi məsələlər tədqiqatların mühüm sahəsi olaraq qalır. Tibbi mikrobiologiyanın əsas problemlərindən biri yeni profilaktik və diaqnostik preparatların alınması problemidir və buna görə də mikroorqanizmlərin antigen strukturunun öyrənilməsi, antigenlərin öyrənilməsi, onların kimyəvi quruluşu, lokalizasiyası və genetik tənzimlənməsi vacibdir. Mikrobiologiyanın aktual problemləri mikroorqanizmlərin biologiyasının, xassələrinin bir çox fundamental məsələlərinin öyrənilməsidir (patogen və şərti patogen mikroorqanizmlərin,bir sıra yoluxucu xəstəliklərin patogenlərinin dəyişməsinin bioloji və genetik qanunauyğunluqlarının öyrənilməsi, yeni üsulların işlənib hazırlanması,mikroorqanizmlərin identifikasiyası). Beləliklə, müasir mikrobiologiyanın aktual problemlərinin həlli həm yoluxucuların aradan qaldırılmasına, həm də xəstəliklərin qarşısının alınmasına töhfə verəcəkdir
Mikrobiologiyanın bir fənn kimi sistematika və ayrı-ayrı sahələrin ümumi xarakteristikası. Mikrobiologiya öz inkişafı prosesində bir fənn kimi aşağıdakı müstəqil fənnlərə ayrılmışdır.Ümumi mikrobiologiya – mikroorqanizmlər morfologiya, quruluşu, inkişafı, həyat fəaliyyətinin ümumi qanunauyğunluqlarını və təbiətdəki rolunu öyrənir.Texniki və ya sənaye mikrobiologiyası - mikrobioloji proseslərin istehsalatda tətbiqindən, alınan məhsulların zərərli mikroblardan qorunub saxlanma yollarından bəhs edir.Torpaq mikrobiologiyası – torpaqda yaşayan mikroorqanizmlərin torpaqəmələgəlmə prosesində, çürümə və bitkilərin qidalanmasında rolunu öyrənir.Su mikrobiologiyası – okean, dəniz, su hövzələrində yayaılmış mikroorqanizmləri, onların maddələr dövranında rolu, içməli və çirkab sularının çirklənmə və təmizlənməsində rolunu araşdırır.Tibbi mikrobiologiya - xəstəlik törədən mikrobları, yoluxucu xəstəliklərin mikrobioloji üsullarla öyrənilməsini,onlarla spesifik qorunma və müalicə üsullarını raşdırıb hazırlayır.Baytarlıq mikrobiologiyası – heyvanlarda müxtəlif xəstəliklərin törədicilərini öyrənməklə, onlara qarşı profilaktik,diaqnostik və müalicə üsullarını işləyib hazırlayır. Geoloji mikrobiologiya - mikroorqanizmlərdən filizlərin əmələgəlmə və parçalanma proseslərindəki rolunu, onlardan metalların ayrılması, faydalı qazıntıların əmələ gəlməsi, biogen elementlərin maddələr dövranında iştirakı və s. öyrənir. Kosmik mikrobiologiya - kosmik şəraitin yerdə yaşayan mikroorqanizmlərə təsiri, metereoir və başqa planetlərdə mikroorqanizmlərin mövcudluğu, kosmik gəmilərin sterilizasiya üsulu, habelə insanın uzun müddətli uçuşu zamanı normal yaşayışını təmin etmək üçün mikroorqanizmlərdən istifadə olunması problemlərini araşdırır. Kənd təsərrüfatı mikrobiologiyası – Torpaqdan yüksək gəlir əldə etmək üçün mineral, üzvi və bakterial gübrələrdən istifadə edilməsini həmçinin bitki və heyvanların məhsuldarlığının artırılması üçün mikroblardan müxtəlif preparatların hazırlanması və s. ilə məşğul olur

33.Mikrobiologiyanın obyektləri və onların ümumi xarakteristikası.Canlılar aləmi öz müxtəlifliyi və həyat tərzi ilə bir - birindən aydın nəzərə çarpan əlamətlərinə görə kəskin fərqlənir ki , bu da həmin canlıları 4 aləmə - heyvanlar, bitkilər, göbələklər və bakteriyalar aləminə aid etməyə imkan verir . Digər canlılar kimi mikroorqanizmlərin də mənşəyi və təkamülü hədsiz mürəkkəbdir və bu barədə müxtəlif fikirlər vardır. Belə ki , onların ilk canlı varlıqlar olmasını bir sıra tədqiqatçılar söylədiyi halda, digərləri isə hüceyrə quruluşuna malik olmayan varlıqların mikroorqanizmlərdən əvvəl törədiklərini iddia edirlər . Mikroorqanizmlərə bir - birinə oxşamayan , əsasən çox xırda ölçülü olub, yalnız mikroskopda görünən sadə hüceyrəvi quruluşu olan müxtəlif orqanizmlər toplanmışlar və digər canlılarda olduğu kimi mikroorqanizmlərin də hüceyrələri eyni plan üzrə qurulmuş, vahid struktura malik olub, müəyyən vəzifə aparır, qidalanır, tənəffüs edir, çoxalır, maddələr sintez edir . Ona görə də mikroorqanizmlərin kəşfindən sonra onların hansı aləmə aid edilməsi böyük çətinlik törətmiş, 1866 - cı ildə E.Hekkelin təklifi ilə mikroorqanizmlər III aləmə - protistlərə daxil edilmişdir (Protista - yunanca - protos « ən sadə » sözündən götürülmüşdür). Protistlərə bitki və heyvanlardan fərqli olan, morfoloji görünüşçə zəif diferensasiya olunmuş, əsasən birhüceyrəli orqanizmlər toplanmışdır. Hüceyrə quruluşuna əsasən protistləri 2 qrupa ayırmaq olar: 1. Eukariotlar, 2. Prokariotlar. Hüceyrəsi heyvan və bitki hüceyrələrinə oxşar ali protistlər qrupu eukariotlardır . Bu qrupa göy - yaşıl yosunlardan başqa bütün digər yosunlar, göbələklər və ibtidailər daxildirlər. İbtidai protistlərə isə hüceyrə quruluşuna görə yuxarıdakılardan kəskin fərqlənən çox sadə quruluşa malik olan bakteriyal, onlara yaxın orqanizmlər və göy - yaşıl yosunlar aiddirlər ki, bunlar da prokariotlar qrupu adlanır. Eukariot və prokariot kimi terminlər elmə (1928) protozooloq E.Şatton tərəfindən verilmişdir.Viruslar hüceyrəvi quruluşu olmayan virus hissəciklərindən təşkil olunduğuna və canlı hüceyrədən kənarda sərbəst çoxala bilmədiklərinə görə digər canlı varlıqlardan fərqlənir. Eukariot orqanizmlərdən yosunları alqologiya, göbələkləri mikologiya öyrənir. Mikroskopik ibtidailər isə protozoologiyaya daxil edilir. Bütün mikroorqanizmləri isə mikrobiologiya öyrənir. Prokariot və eukariot orqanizmləri səciyyələndirən xüsusiyyətlərə aşağıdakılar daxildir:

34.Mikroorqanzimlərin tədqiqində klassik metodlar və onların ümumi xarakteristikası.İki milyard və daha uzun illər bundan əvvəl Yer kürəsi üzə rində bakteriyalar və göy - yaşıl yosunlar yaşamışlar. İndi də biosferdə miqdarca mikroorqanizmlər qədər geniş yayılmış canlilar yoxdur. Canlılar yaşayan mühit - « Biosfer » anlayışı və ona dair əsas konsepsiya V.I.Vernadskiy tərəfindən formalaşdırılmışdır. O , biosfer dedikdə canlılar yaşayan Yer kürəsinin xarici örtüyünü nəzərə alır. Biosferə troposfer ( atmosferin aşağı hissəsi - 10 km hündürlüyə qədər ), hidrosfer ( dünya okeanının su qalınlığı ) və litosfer ( 2-3 km yerin dərinliyinə qədər ) daxil edilir. Göstərilən hər üç əsas hissələr özlərinin ekoloji şəraiti və orada yaşayan canlıları ilə nəhəng ekosistemi təşkil edir. Mikroorqanizmlər bu ekosistemlərdə az və ya çox miqdarda yayıl mışdır . Hələ ilk dəfə 1646 - cı ildə A.Levenhuk bu orqanizmlərin durğun sularda, diş üstü ərpində və müxtəlif əşyalar üzərində yayılmasını göstərmiş və hətta şəkillərini də vermişdir. Biosferdə mikroorqanizmlərin yayılması L.Paster tərəfindən 1857-1885 - ci illər ərzində tədqiq olunmuş, onların geniş miqyasda yayıldığını və müxtəlif proseslərdə iştirakını qeyd etmişdir. Mikroorqanizmlər təkcə yerin səthində torpaqda, havada, suda, bitkilər və heyvanlarda deyil, hətta yerin ən dərin qatların da belə yayılmışlar. V.İ.Vernadskinin göstərdiyi kimi, indi biosferin hüdudu yerin daha dərin qatlarına qədər enmişdir. Mikroorqanizmlər çoxlu miqdarda suda, atmosferin 10 min m hündürlüyündə, okeanların 9 min m dərinliyində müşahidə edilmişdir. Mikroorqanizmlər aşağı temperaturda belə tələf olmadıqlarına görə bunlara Şimal Buzlu okeanının sularında da rast gəlmək olur. Vostok stansiyasında 197 metr dərinlikdə Antarktida buzlarının arasında uzun esrlerle donmuş xüsusi mikroorqanizmlər aşkar edilmişdir. Mikroorqanizmlərin belə geniş yayılmasının esas səbəbi onların kiçik ölçüye, az çəkiyə malik olması və sürətlə çoxalmalarıdır.Mikroorqanizmləri tədqiq etmək üçün müxtəlif metodlar vardır. Bu metodlar müasir və klassik olmaqla iki hissəyə bölünür. Müasir metod molekulyar metodlara əsaslanır. Klassik metodlarda əgər mikroorqanizmin sporları olduqda təyin etmək mümkün olurdusa molekulyarda mikroorqanizmin hər hansı kiçik fraqmenti kifayət edir. Mikroorqanizmin təyini üçün uzun vaxt sərf edilmir DNK texnologiyası sayəsində orqanizm genomu öyrənilir. Göbələk növlərinin populyasiya dinamikasını təsvir etmək üçün bəzən də ayrı-ayrı növlərin identifikatsiyası üçün antitellərin müəyyən edilməsi metodundan istifadə edilir. Bu metodlara Fluoresent metodunu Metod ELİSA-nı misal göstərmək ola

35.Mikroorqanzimlərin tədqiqində molekulyar-genetik metodların tətbiqinin əhəmiyyəti.

36.Müasir dövrdə mikrobiologiyaını əsas tədqiqat istiqamətləri.Mikrobiologiya biologiyanın mühüm sahesi olub, mikroorqanizmlərin xarici görünüşlərini, hüceyrə quruluşunu, yayılmasını, təsnifatını, irsiyyət və dəyişkənliyini, ekologiyasını, fiziologiya sını, biokimyasını və heyat fəaliyyatlarini, insanların mənafeyinə uyğun istiqamətdə tətbiq olunma yollarını öyrənən elmdir Mikrorqanizmlər çox xırda canlılar olub, ölçüləri mkm və nm lə hesablanır və yalnız böyütmə qabiliyyətinə malik mikroskoplarla müşahidə edilə bilər. Bu orqanizmlərə mənşələri etibarilə bir - birindən fərqlənən bakteriyalar, maya və kif göbələkləri, mikroskopik yosunlar, ibtidailər və s. aiddir. Sonunculardan alqologiya və protozoologiya elmləribəhs edir. Mikrobiologiya nəzəri və praktiki tədqiqatlarda bioloji fənlər içərisində qabaqcıl yerlərdən birini tutmuş və öz sürətli inkişafı ilə kimya, fizika və riyaziyyata borcludur. Elektron mikroskopunun köməyi ilə virusların və bakteriyal hüceyrələrin ultrastrukturu müxtəlif üsullarla - masspektrometriya, nüvə maqnitli və elektron - paramaqnitli rezonansla mikrobların maddələr mübadiləsinin bu vaxta qədər məlum olmayan cəhətləri aydınlaşdırılmışdır. Müasir kimya öz analitik üsulları ilə mikrobların enerji mübadiləsinin mahiyyətini, yollarını və bəzi biosintetik proseslərin mexanizmini aydınlaşdırır. Mikrobiologiya öz növbəsində bir sıra elmlərin - genetika, biokimya, molekulyar biologiya, biotexnologiya və biofizikanın inkişafında mühüm rol oynamışdır. Mikroorqanizmlerin genetik və biokimyəvi tədqiqatlarda obyekt kimi istifadəsi təbiətşünaslıqda yeni dövr açdı. Ümumi biologiya və təbabətin bir çox problemləri nin həlli və eləcə də mikroorqanizmlərin xalq təsərrüfatında isti fadəsi bilavasitə mikrobiologiyanın nailiyyətləri ilə əlaqədardır. İlk dəfə DNT - nin irsi informasiyada rolu, genin mürəkkəb strukturu, genetik kodun kəşfi və izahı mikroorqanizmlərdə şəhr edilmişdir. Mikroorqanizm mutantlarının köməyi ilə çoxlu miqdarda amin turşuları, azot esaslı maddələr, vitaminlər, fermentlər və s maddələrin biosintez yolları aydın izah olunur. Mikroorqanizmlərin biosintetik fəaliyyətinin öyrənilməsi göstərdi ki, müxtəlif mikrobların köməyi ilə xalq təsərrüfatı əhəmiyyətli bir çox maddələr sintez etmək olar. Hazırda mikroorqa nizmlərin iştirakı ilə geniş istehsalat miqyasında neft karbohidrogenlərindən həyat üçün zəruri amin turşuları ilə zəngin, yüksək qidalılıq xüsusiyyətinə malik mikrob zülalı əldə edilir. Vitaminlər, fermentlər, antibiotik maddələr, steroid hormonları və s. mikroorqanizmlərin iştirakı ilə zavod miqyasında istehsal edilir. Metallurgiya sənayesində müxtəlif metalların filizlərdən ayrılmasında, əlvan və nadir metalların istehsalında, kosmik tədqiqatlarda və digər sahələrdə mikrobiologiyanın nailiyyətlərindən geniş istifadə olunur. Göründüyü kimi, təbiətdə mikroorqanizmlər müxtəlif biokimyəvi proseslərin meydana çıxmasında mühüm rol oynayırlar . Bunlar insan , heyvan və bitki qalıqlarının parça lanmasında, təbiətdə azotlu, karbonlu, kükürdlü, fosforlu ve s. maddələrin mikrobioloji çevrilməsində bilavasitə iştirak edir. Torpaqda gedən əksər proseslər orada yaşayan mikroorqanizmlərlə əlaqədardır. Mikroorqanizmlərin sayəsində cansız geoloji cisim olan süxurlar ovulub, oksigen və digər elementlərlə zənginləşərək tədricən məhsuldar torpağa çevrilir. Bitkilərin qidalanmasında mikroorqanizmlər mühüm rol oynayır. Torpağa verilən üzvi gübrələr bu canlılar tərəfindən parçalandıqdan sonra mineral formaya keçib bitkilər üçün yararlı hala düşür. Torpağın məhsuldarlığını artırmaq üçün bir sıra mikroorqanizmlərdən hazırlanan bakterial gübrələrdən geniş istifadə olunur. Mikroorqanizmlərin faydalı xüsusiyyətlərindən istifadə etmək kimi praktiki tələbat mikrobiologiya elminin inkişaf etdirilməsinə, onun sərbəst fənlərə ayrılmasına imkan verir. Mikrobiologiya öz inkişaf prosesində ümumi, texniki və ya senaye, torpaq, su, tibbi, baytarlıq , geoloji, virusologiya, immunologiya, mikologiya, protozoologiya, epidemiologiya və s . kimi müsteqil fənlərə ayrılmışdır

37.Mikrobioloji sintez və müasir dövrdə onun əhəmiyyəti. Mikrobioloji sintez mikroorqanizmlərdə struktur elementlərin və ya metabolik məhsulların hüceyrələrin ferment sistemləri tərəfindən sintezi Mikrobioloji sintezdə, hər hansı üzvi sintezdə olduğu kimi, daha sadə birləşmələrdən mürəkkəb maddələr əmələ gəlir. Mikrobioloji sintezi fermentasiyadan fərqləndirmək lazımdır ki, bu da müxtəlif metabolik məhsullar (spirtlər, üzvi turşular) ilə nəticələnir, lakin əsasən üzvi maddələrin parçalanmasının təsiridir. Mikrobioloji sintez nəticəsində əmələ gələn məhsulların çoxu fizioloji cəhətdən aktivdir və iqtisadi dəyərə malikdir. Mikrobioloji sintez geniş spektrli prosesləri, o cümlədən yemlərə zülal-vitamin əlavəsi kimi istifadə üçün mikrob kütləsinin yığılmasını əhatə edir; zülalların, lipidlərin, fermentlərin, toksinlərin, vitaminlərin və antibiotiklərin mənbəyi kimi; heyvan və bitki parazitlərinə qarşı mübarizə agenti kimi; və üzvi birləşmələrin çevrilməsində ferment aktivliyinin daşıyıcısı kimi. Mikrobioloji sintez altında təsnif edilən proseslər arasında hüceyrələrdən kənarda toplanan metabolitlərin (məsələn, fermentlər, toksinlər, antibiotiklər, amin turşuları, vitaminlər və nukleotidlər) istehsalı da var. Mikrobioloji sintez hüceyrə daxilində aşağı molekulyar çəkili komponentlərin (məsələn, koenzim A) aktivləşməsi və nukleotid fosfatların (əksər hallarda adenil törəmələri) iştirakı ilə baş verir. Sonra bir çox metabolitlər hüceyrədən xaric edilir. Mikroorqanizmlərin xarakterik xüsusiyyəti onların supersintez qabiliyyətidir, yəni hüceyrələrin tələblərindən artıq müəyyən metabolik məhsulların (bir çox amin turşuları, nukleotidlər və vitaminlər) əmələ gəlməsidir. Məsələn, Micrococcus glutamicus kulturalarında qlutamik turşusu mühitin hər mililitrində (ml) 10 mq-dan çox miqdarda, Eremothecium ashbyii və Ashbya gossipii göbələklərinin kulturalarında B2 vitamini hər ml başına 1-2 mq toplana bilr

38.Genetikanın müasir vəziyyətini şərtləndirən əsas tarixi kəşflər. Məlumdur ki, gen/genetik mühəndislik molekulyar biologiyanın inkişaf etməsi, orqanizmlərdə gedən bioloji proseslərin molekulyar mexanizmlərinin aydınlaşdırılması, həmin bioloji molekulların, DNT, RNT molekullarının təmiz ayrılması, restriktazaların, liqaza fermentlərinin biotexnoloji üsulla əldə edilməsi və ilk dəfə D.Berq və əməkdaşları tərəfindən 1972-ci ildə ilk rekombinant DNT yaradılması və bu metodun tibb, kənd təsərrüfatı, bitexnologiya və farmakologiya sahələrində açdığı yeni perspektivlər, problemlər haqqında tarixi məlumat verilməlidir. Genetik mühəndisliyin doğulmasını və uğurlu inkişafını şərtləndirən əsas elmi naliyyətlərə aşağıdakıları aid etmək olar:• 1944-cü ildə O. Eyveri və əməkdaşlarının DNT-nin genetik məlumatın daşıyıcısı kimi rolunun sübutu və 1953-cü ildə J.Uotson və F.Krik tərəfindən DNT-nin strukturunun açılması;• Genetik kodun universal olmasının təcrübi təsdiqi;• Escherichia coli (E.coli) bakteriyasının və onun virus və plazmidlərinin molekulyar genetikanın obyektləri olduqdan sonra intensiv inkişafı;• Zədələnməmiş plazmid və virus DNT molekullarının təmiz ayrılmasının sadə metodlarının işlənib hazırlanması;• Virus və plazmid DNT molekullarının bioloji aktiv formada həssas hüceyrələrə daxil edilməsi metodlarınınb işlənməsi, hansı ki, DNT molekulasının replikasiyasını və/yaxud onun kodlaşdırdığı genlərin ekspressiyasını təmin edir;• DNT molekulunu kataliz etdikləri reaksiyaların substratı kimi istifadə edən bir sıra fermentlərin, xüsusilə restriktaza və DNT-liqaza fermentlərinin kəşfi.

39.İnsan genom layihəsi və onun nəticələri.İnsan genomu dedikdə, 46 xromosomda yerləşən təxminən 28000 gendə cəmləşmiş genetik informasiyaların cəmi nəzərdə tutulur. Bu ideya ilk dəfə ABŞ-da yaranıb. Sonralar Böyük Britaniya, Fransa, Almaniya, İtaliya və SSRİ-də milli proqramlar qəbul olunub. Rəsmi olaraq ABŞ, Qərbi Avropa, Rusiya və Yaponiyanın aparıcı molekulyar-genetik laboratoriyalarının iştirakı ilə bu elmi proqram 1990-cı ildə rəsmiləşdi. Lakin həmin dövrə qədər də bu ölkələrdə insan genomunun öyrənilməsi üzrə tədqiqatlar aparılıb. Keçmiş SSRİ-də bu proqramın qəbul olunması barədə qərar 1988-ci ildə Nazirlər Soveti tərəfindən qəbul olunub, elmi işlər isə akademik A.A.Bayevin rəhbərliyi altında aparılıb.İnsan genomunun öyrənilməsi 10 ildən artıq davam edib və yalnız alimlərin beynəlxalq əməkdaşlığı 2000-ci ildə genomun ilkin nümunəsini yaratmağa imkan verdi. Qeyd edək ki, genlərdə zülal və ya əqli qabiliyyəti, insan psixikasının xüsusiyyətlərini (bunlar hələlik tam təyin olunmayıb) müəyyən edən RNT (ribonuklein turşusu) molekulunun quruluşu gizlənib.

İnsanın genotipini bilməklə çox şeyləri - gözlərin rəngini, xəstəliklər və zərərli vərdişlərə meyilliliyi qabaqcadan söyləmək olar. İnsan genomu təxminən 3 milyard nukleotid əsaslı cütü özündə cəmləşdirir. DNT-ni (dezoksiribonuklein turşusu) oxumaq genetik kodun yazıldığı A (adenin), T (timin), Q (quanin), S (sitozin) nukleotidlər ardıcıllığını müəyyən etmək deməkdir. Bu bilikdən DNT-nin verilmiş konkret sahəsində nukleotidlərin ardıcıllığının müəyyən olunması üçün istifadə oluna bilər. Lakin yadda saxlamaq lazımdır ki, insan genomunun cəmi 1,5 faizi zülalları kodlaşdıran DNT molekulundan ibarətdir. Zülallar müxtəlif funksiyaları yerinə yetirir və insan orqanizminin inkişafı və fəaliyyət göstərməsinə məsuliyyət daşıyırlar, onların kodlaşdırdığı DNT-nın genetik defektləri müxtəlif funksional pozuntuların səbəbi ola bilər. Beləliklə də irsi xəstəliklərin molekulyar səbəblərinin müəyyən olunması onların profilaktikası və müalicəsinə yol açır. Bundan əlavə, təbiət özü bilavasitə DNT-də hüceyrələrin yaşaması və onların xarici təsirlərə reaksiya göstərməsi, zədələnmələrin aradan qaldırılması üsullarını, yəni bütünlükdə orqanizmin inkişafı və qocalması barədə məlumatları kodlaşdırıb. Buna görə də "İnsan genomu" layihəsi insan orqanizminin fəaliyyətində fərdi genlərin rolunun dərk olunması üçün əsas yaradıb. Nəhayət, genomun quruluşunu bilməklə təkamülün mexanizmini dərk etməyə cəhd etmək olar. Bu layihə çərçivəsində aşağıdakı uğurlu işləri göstərmək olar: 1996-cı ildə funksional analiz sahəsində oliqonukleotidlər (əksər molekulyar-genetik tədqiqatlar və diaqnostika üçün baza şəraiti) sintez olunub, 2002-ci ildə zülalların qarşılıqlı əlaqəsinin öyrənilməsi üçün hibrid sistemlər yaradılıb. 2003-cü ildə çox yüksək dəqiqliklə insan genomunu təşkil edən genlərin 99 faizi sekvensiya (nukleotidlərin ardıcıllığının müəyyən olunması) olunub. 2003-cü ildə 3,7 milyon birnukleotidli polimorfizmlər, genlərin identifikasiyası sahəsində 15000 kodlaşmış DNT geni aşkarlanıb. Elə həmin ilin aprelində E.coli, S.cervisiae, C.elegans, D.melanogaster kimi genlərin tam ardıcıllığı öyrənilib Fövqəladə əhəmiyyət daşıyan digər məqam odur ki, 30-dan artıq virus və potensial mikroorqanizmin, eləcə də taun və vəba epidemiyalarının törədicilərinin genetik kodu oxunub. Bunun sayəsində bir çox virus və infeksion xəstəliklərin molekulyar müalicə metodlarının işlənib hazırlanması mümkün olub ki, bu da ənənəvi dərman terapiyasından daha effektlidir. Eyni zamanda genlərin orqanlar və toxumaların inkişafı və fəaliyyətində iştirakına dair çox maraqlı informasiya əldə olunub. Məlum olub ki, ən böyük miqdarda - 3195 gen beynin formalaşdırılması və onun aktivliyinin dəstəklənməsi üçün lazımdır, ən az sayda, cəmi 8 gen isə eritrositlərin yaranmasında iştirak edir
40.İnsan mitoxondri genomu. Mitoxondrial DNT sitoplazmaya bənzər maye ilə doldurulmuş matris adlanna mitoxondrial orqanellin bölməsində yerləşən qoşa zəncirlərdən ibarət dairəvi nuklein turşusudur. Hər bir hüceyrədə bir cüt xromosomDNT vardır, Mdnt isə hüceyrə başına 100-100.000 nüsxəyə sahib ola bilər. Mitoxondrial dnt anadan miras alır, başqa sözlə nəsildən nəsilə ötürülür. Mdnt ilk dəfə elektron mikroskop altında 1963-cü ildə Margit MK və Sylvann Nass təərfindən müşahidə edilmiş, daha sonra 1964-cü ildə Ellen H., Hans T. Və Gottfried S. tərəfindən biokimyəvi ölçmə üsullarından istifadə edərək aşkar edilmişdir.
Strukturu İnsan mdnt-si ikiqat zəncirli halqa quruluşuna malikdir və 16569 əsas cütü (bp) və 37 gendən ibarətdir. Bu genlərdən 13-ü mRNT, 22- si trnt, 2-si isə tənəfüsdə iştirak edən zülal komplekslərinin zülal alt bölmələrini kodlayan 2rnt- dir.Mitoxondriyanın öz dnt- si və bu dnt- yə xas olan dnt- polimerazası olsa da, ana hüceyrədən asılı olmadan bölünə və çoxalda bilməz. Lakin mitoxondrinin bölünmə tezliyi birbaşa hüceyrədən asılı deyildi. Mitoxondrilərin strukturunu təşkil edən zülalların 90%-i hüceyrə nüvəsində olur və sitoplazmada sintez olunur. Sintez edilmiş zülallar mitoxondrilərin xarici və daxili membranından translokasiya mexanizminin ( TOM\TİM) köməyi ilə daşınırla
41.İlk genomu oxunmuş orqanizmlər.Tam genom ardıcıllığı bir orqanizmin genomunun DNT ardıcıllığının tam və ya demək olar ki, hamsısının bir anda müəyyən edilməsi prosesidir. Bu , orqanizmin bütün xoromosom DNT-sinin, eəlcə də, mitoxondri və bitkilər üçün xloroplastlarda olan DNT ardıcıllığını tələb edir. İlk genomu oxunmuş orqanizm 1995- ci ildə haemophilus influenzae olmuşdur. Bundan sonra əsasən bəzi bakteria və arxaeaların genomu oxunmuşdur. H. influenzae 1.830.140 əsas cüt DNT genomuna malikdir. Əksinə olaraq eukariotlar həm birhüceyrəli, həm də çoxhüceyrəli amoeba dubia və homo sapiens kimi daha böyük genofonda malikdir. Amoeba dubia nın 700 milyon nukleotid cütü yuzlərlə xromosmda yayılıb. İlk eukariotik genom saccharomyses cerevisiae 1996- cı ildə sekanslaşdırıldı. Bu yalnız təxminən 12 milyon nukleotid cütündən ibarət genoma malik idi və bütün genom ardıcıllığı oxunmuş canlı idi. İlk çoxhüceyrəli eukariot nematod qurdu olan Caenorhabitis elegans olmuşdur. 1999-cu ildə insanın 22-ci xromosomunun bütün DNT ardıcıllığı və ən qısa insan autosomu nəşr edildi. 2000-ci ilə qədər ikinci heyvan və ikinci onurgasız meyvə milçəyi- Drosophila melangoster olmuşdur. 2004-cü ildə İnsan Genomu Layihəsi insan genomunun natamam versiyasını nəşr etdi. 2008-ci ildə Hollandiyanın Leiden şəhərindən olan bir qrup ilk qadın insan genomunun (Marjolein Kriek) ardıcıllığı haqqında tam məlumat verildi.Schizosaccharomyces pombe və ya “parçalama mayası" adlanan bir hüceyrəli maya növüdür. Bioloqlar tərəfindən eukariotik canlıların molekulyar biologiya və hüceyrə biologiyasını araşdırmaq məqsədilə bir model orqanizm olaraq istifadə edilir. Hüceyrələr çubuq şəklində, 2-3 mkm diametrdə, 7-14 mkm uzunluğundadır. Bu hüceyrələr hüceyrənin uclarından uzanaraq öz formasını saxlayır vəhüceyrənin ortasından bölünərək bərabər ölçülü iki qız hüceyrə əmələ gətirirlər. S. Pombe 1893-cü ildə Paul Linder tərəfindən Şərqi Afrikada darı pivəsindən təcrid edilmişdir. Pombe adı pivə deməkdir. İlk dəfə 1950-ci illərdə Merdok Mitiçson tərəfindən hüceyrə bölünməsini öyrənmək üçün eksperimental orqanizm kimi istifadə edilmişdir.Parçalanma mayası tədqiqatlarından biri olan Paul Nurse hüceyrə tsikli ilə bağlı işinə görə 2001 –ci ildə Nobel mükafatına layiq görülmüşdür.S. pombe genom ardıcıllığını Sanger insitutunun rəhbərlik etdiyi konsorsium tərəfindən nəşr edilib və o genomu tam oxunan orqanizmlər sırasında 6. olmuşdur.

42.Azərbaycanda genetik tədqiqatların tarixi və müasir vəziyyəti.

Azərbaycanda genetikanın inkişafında bir sıra alimlərin mühüm rolu olmuşdur. Bunlara misal olaraq Mirəli Axundovu göstərmək olar. Mirəli Axundov 1937-ci ildə Respublikamızda ilk dəfə olaraq genetika kafedrası təşkil etmiş və ömrünün son illərinədək həmin kafedraya rəhbərlik etmişdir. Respublikamızda biologiya elmi biliklərinin yayılmasında Mirəli Axundovun xidmətləri əvəzsizdir. O, Respublikamızda yeganə olan təkamül-təlimi tədris muzeyinin yaradıcısıdır. Onun təşəbbüskarlığı ilə yaradılan muzeyin əsas məqsədi – üzvi aləmin təkamülünün real bir proses olduğunu nümayiş etdirməkdir. Muzeydə təkamülü sübut edən embrioloji və paleontoloji dəlillərə, müqayisəli-anatomiya dəlilərinə və digər materiallara istinad edilir.”İnsan genetikasına səyahət” kitabının müəllifidir. İ.Mustafayevin elmi tədqiqatı yerli buğda, arpa, çovdar və egilopsların toplanması və öyrənilməsinə, yeni məhsuldar sortların yaradılmasına, Azərbaycanın müxtəlif torpaq-iqlim şəraitində buğdalarda forma və növlərin əmələgəlmə prosesinin tədqiqinə həsr olunmuşdur. Cəlal Əlirza oğlu Əliyev (d. 30 iyun 1928; Naxçıvan, Azərbaycan SSR — ö. 31 yanvar 2016; Bakı, Azərbaycan) — azərbaycanlı elm, dövlət və siyasi xadim; Professor, AMEA Rəyasət Heyətinin üzvü, Azərbaycan Milli Məclisinin I çağırış üzvü. Kənd təsərrüfatı bitkilərinin məhsuldarlığını artırmaq və keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq məqsədi ilə onlarda fotosintezin, mineral elementlərlə qidalanmanın və maddələr mübadiləsinin öyrənilməsinə sərf etmiş, tədqiqatlarından bitkilərin optiki-bioloji quruluşu, fotosintez aparatında gedən fotokimyəvi-fotofiziki proseslərlə fizioloji və məhsuldarlıq prosesləri arasındakı əlaqə, məhsuldarlığın molekulyar mexanizmi kimi məsələləri öyrənmişdir. Tədqiqatları tanınmış, vətənimizə və elmimizə başucalığı gətirmişdir. Elmi təcrübələri qoyduğu Mil-Muğan düzləri ölkəmizin taxıl anbarına çevrilmişdir. Cəlal Əliyevin taxıl sortları sınaqdan uğurla keçirilmiş və "Qaraqılçıq-2", "Tərtər", "Vüqar", "Şiraslan-23", "Əlincə-84", "Mirbəşir-50", "Bərəkətli-95", "Əkinçi-84" və başqa taxıl sortları artıq yüz min hektarlarla sahədə əkilir.
43.Restriktazaların kəşfi və onun gen mühəndisiyi və genom tədqiqatlarında istifadəsi. Gen mühəndisliyinin çox vacib və əsas fermentləindən biri, bəlkə də birincisi restriktazalardır. Bu fermentlər ailəsinə restriksiyaedici endonukleazalar da deyirlər. Restriktaza dedikdə DNT molekulunda xüsusi ardıcıllığa malik fraqmentləri (restriksiya saytlarını) tanıyan və həmin hissədən DNT-ni “kəsən” fermentlər başa düşülür. Hələ 1953-cü ildə müəyyən olunmuşdur ki, E.coli-nin bir ştamının DNT-sini başqa bir ştam hüceyrələrinə köçürdükdə (məsələn: B ştamın DNT-si C ştamın hüceyrəsinə daxil olduqda) dərhal xırda fraqmentlərə parçalandiqlarından heç bir genetik fəallıq nümayiş etdirmir. 1966-cı ildə göstərilmişdir ki, müşahidə olunan bu hadisə sahib hüceyrənin DNT-sinin spesifik modifikasiyası ilə bağlıdır. Belə ki, bu DNT modifikasiyaya uğramamış DNT-də olmayan bir neçə metilləşmiş azot əsasına malikdir. Metilləşmə prosesinin özü isə (azot əsasına metil qrupunun əlavə edilməsi) replikasiya prosesi başa çatdıqdan sonra baş verir. Bakteriya öz DNT-sini kənardan daxil olan istənilən “yad DNT”-dən məhz modifikasiya tipinə görə fərqləndirmə qabiliyyətinə malikdir. Hüceyrə daxilində DNT-nin metilləşməsini təmin edən xüsusi fermentlər vardır ki, bu fermentlərə DNT-metilazalar deyilir. Sahib DNT və yad DNT-lərin modifikasiyaları arasında olan fərqə əsasən yad DNTlər hüceyrənin restriksiya fermentlərinə qarşı həssas olur. Həmin restriktazalar müvafiq spesifik saytlarda metilləşməmiş azot əsaslarını tanıyır və dərhal həmin hissədən yad DNT-ni kəsir. Restriksiya və modifikasiya sistemləri bakteriyalarda geniş yayılmışdır.Onların varlığı rezident DNT-nin qorunmasında və onun yad mənşəli nukleotid ardıcıllıqları ilə çirklənməsinin qarşısının alınmasında mühüm rol oynayır. 1968-ci ildə Mezelson və Yuan tərəfindən metilləşməmiş DNT-ni parçalayan restriktaza aşkar edilmişdir. Bu ferment müəyyən DNT ardıcıllığına qarşı yüksək spesifikliyə malik olsa da, DNT-ni tanınma saytından müəyyən məsafədə yerləşən başqa bir yerdən qeyri spesifik yolla paraçalayırdı. Hazırda bu tip restriktazalara 1-ci tip restriktaza adı verilmişdir. Tezliklə, 1970-ci ildə Smit və Vilkoks tərəfindən ikinci tip restriktazaların ilk nümayəndəsi ayrıldı və bu insanlarda pnevmaniya, miningit və s. kimi xəstəlik törədən qrammənfi çöpşəkilli Haemophilus influenzae bakteriya növündən müəyyən nukleotid ardıcıllığına qarşı ciddi spesifikliyə malik ilk restriktazanı (Hind III) idi. Bakteriyalar öz DNT-lərini müxtəlif yollarla metilləşdirdiklərinə görə restriktazalar da müxtəlif ardıcıllığları müəyyən etməyi bacarmalıdırlar. Həqiqətən də o zamandan bəri 150-dən artıq restriksiya saytı tanıya bilən müxtəlif restriktazalar aşkarlanmışdır
44.Genotipləşdirmə üsulları: molekulyar marker və sekvensləmə texnologiyaları.Genetik marker dedikdə, fərdləri təyin və bir-birilə müqayisə etməyə imkan verən və nişan rolunu oynayan hər hansı bir allel, bənd (geldə) və ya əlamət başa düşülür. Genetik markerlər morfoloji, biokimyəvi və molekulyar (DNT) markerlər olmaqla 3 qrupa bölünür. Morfoloji markerlər (məs; çiçəyin rəngi) sadə olduğuna, xüsusi təhcizata ehtiyac duymadığına görə, tarixən populyasiyalar arası və populyasiya daxili fərqliliyi təyin etmək üçün istifadə olunmuşdur. Bununla belə, məhdud sayda olan bu markerlər həm çox vaxt tələb edir, həm də ətraf mühit amillərinin təsirinə məruz qaldığına görə etibarlı sayılmır. Biokimyəvi markerlər (ehtiyat zülallar və izozimlər) elektroforezlə təyin olunan protein və fermentlərin miqrasiya xüsusiyyətlərinə əsaslanır. Biokimyəvi markerlər də ətraf mühitin təsirindən asılı olub inkişafın müxtəlif mərhələlərində dəyişikliyə məruz qalır. Molekulyar markerlər çoxlu sayda allel formaları olan müəyyən bir DNTfraqmentidir. Bu markerlər DNT səviyyəsində polimorfizmi aşkar edir və bununla da müxtəlif növlərin genomlarını müqayisə etmək və növdaxili və növlərarası molekulyar variasiyanı qiymətləndirmək üçün alət kimi istifadə olunurlar. Molekulyar markerlər DNTnin aktiv hissələri (genlər) və ya hər hansı bir genetik kodlaşdırma funksiyasına malik olmayan DNT fraqmentləri şəklində ola bilər (9). DNT marker analizini digər markerlərdən fərqləndirən üstün cəhətlər aşağıdakılardır:• Analiz bitki inkişafının istənilən mərhələsində aparıla bilər; • Qısa müddətdə dəqiq nəticə almağa imkan verir; • Ətraf mühit amillərindən asılı deyil; • Sayı məhdud olmayıb, bütün bitki genomunu əhatə etməyə kifayət edir
45.Yeni Nəsil Sekvensləmə platformaları.DNT-nin sekvens texnologiyaları 70-ci illərdən başlayaraq yaradılmağa başlamış və ilk vaxtlar yalnız ayrı-ayrı genlərin senkvenslənməsini həyata keçirmək üçün istifadə edilmişdir.1990-cı illərdən başlayaraq isə prokariot və eukariotların tam genomlarının senkvenslənməsinə başlanılmışdır.Hazırki dövrdə istifadə olunan senjvenslənmə texnologiyalarını 2 qrupa bölmək olar:· 1970-ci illərdə Fred Senqer və əməkdaşlarının yaratdığı zəncirin terminasiyası metodu- Senqer sekvenslənməsi· Eyni zamanda milyonlarla DNT fraqmentinin oxunmasına imkan verən Yeni Nəsil Sekvensləmə texnologiyaları.Zəncirin sekvenslənməsi üsulunda klonlaşdırılmış DNT hissəsi və yaxud PZR ilə amplifikasiya edilmiş DNT fraqmentləri individual şəkildə sekvens olunurdu.YNS zamanı isə minlərlə və yaxud milyonlarla DNT fraqmentlərindən ibarət kitabxanalar yaradılır və vahid eksperimentdə sekvens edilir.Hazırda çoxsaylı YNS üsulları mövcud olsa da,onların hamısında proses DNT fraqmentlərindən ibarət kitabxananın hazırlanması və bərk səthə immobolizə edilməsi ilə başlanır.Proses 3mərhələdən ibarətdir: 1. Başlanğıc DNT molekullar sekvens platformasının tələb etdiyi ölçüdə fraqmentlərə bölünməsi 2. Fraqmentlərin bərk səth üzərinə immobolizasiyası 3. İmmobolizə edilmiş fraqmentlərin sekvens edilməsiDNT əsasən 100-500 nc. uzunluqlu fraqmentlərə bölünür ki,bu istifadə olunan sekvens platformasından asılıdır. Standart fraqmentasiya üsulu sonikasiyadır ki,bu zaman ultrasəsdən istifadə edilir.Daha sonra sonikasiya edilmiş DNT aqaroza gelində elektroforez edilir və tələb olunan uzunluqdakı fraqmentlər seçilərək geldən kəsilir və təmizlənilir.Fraqmentasiya üçün restriksiya enzimlərindən istifadə edildikdə bəzi fraqmnetlır çox uzun öıçülü olur və elektroforez zamanı itirildiyi üçün son kitabxanada da olmurlar və beləliklə itirilirlər.Sonikasiya zamanı isə DNT-nin parçalanması təsadüfi yerlərdən baş verir və beləliklə başlanğıc DNT-nin bütün hissələrinin son kitabxanada təmsil olunma ehtimalı da yüksək olur.DNT fraqmnetləri bərk səthdə birbaşa immobolizə oluna bilməz.Bunun üçün ilk növbədə fraqmentlərin sonlarına adapterlər birləşdirilir.Həmin adapterlərin dəqiq rolu istifadə edilən sekvensləmə üsulundan aslıdır. Əsasən 2 cür bərk səthdən istifadə edilir.Birinci üsulda bərk səth qısa oliqonukleotidlərin çoxsaylı nüsxələri örtülmüş şüşə lövhədir.Həmin oliqonukleotidlərin ardıcıllığı DNT fraqmentlərinə birləşdirilmiş adapterlara komplementardır.Ona görə də denaturasiya olunmuş həmin DNT fraqmentləri onlara birləşdirilmiş adapterlar vasitəsilə şüşə lövhənin səthindəki oliqonukleotidlərə birləşirlər və lğvhə üzərinə immobolizə olunurlar. İkinci üsulda bərk səth streptavidin ilə örtülmüş kiçik kürəciklərdir.Bu üsulda DNT fraqmentlərinə birləşdirilmiş adapterların 5’sonluğu biotinlə nişanlanmış olur.Biotin streptavidinə möhkəm birləşmə əmələ gətirdiyindən DNT fraqmentləri adapter hissələri ilə kürəciklərə birləşirlər və onlar üzərində immobolizə olunurlar.DNT fraqmentləri və kürəciklərin nisbəti elə götürülür ki,hər kürəciyə yalnız bir fraqment birləşir.Daha sonra kürəciklər yağ-su qarışığına qatılır və yenə elə nisbətdə götürülür ki,hər yağ damlasına bir fraqment birləşmiş bir kürəcik düşür (droplet).Sonra isə həmin dropletlər milyonlarla yuvaları olan plastik çiplərə yerləşdirilir.Hər iki immobolizə üsulunda son mərhələ immobolizə edilmişfraqmentlərin PZR ilə amplifikasiyasıdır ki,bu zaman sekvens üçün hər bir fraqmentin kifayət qədər identik nüsxələri yaradılmalıdır.Bu prosesdə adapterlar ikinci funksiyalarını yerinə yetirirlər.Belə ki,PZR zamanı istifadə olunan praymerlər həmin adapterlara komplementar olur.Yəni,fraqmentlər fərqli olsalar da,onlara birləşdirilmiş adapterlar eyni olduğundan PZR üçün istifadə olunan praymerlər də eyni olur.Fraqment kitabxanaları bərk səthə immobolizə edildikdən sonar əsl sekvenslənmə mərhələsi başlanır.Müxtəlif sekvensləmə üsulları arasında ən çox istifadə olunan geri dönülən terminator sekvensləmə və pirosekvensləmə üsullarıdır.Hər iki üsulun səciyyəvi xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki,heç bir elektroforez üsulundan istifadə edilmir. Əksinə,immobolizə olunmuş hər bir fraqment DNT polimeraza vasitəsilə kopyalanır,yeni zəncir sintez olunur və bu zaman hər bir nukleotid əlavə edilən zaman onun tipi müəyyənləşdirilir,yəni hər bir fraqment sintezin gedişindən oxunur.
Geri döndürülən terminator sekvensləmə-Bu üsul zəncirin terminasiyası ilə sekvenslənməsi üsuluna bənzəyir,sintezi bloklaşdıran modifikasiya olunmuş nukleotidlərdən istifadə edilir.Lakin onlar arasında əhəmiyyətli fərq var.Belə ki,geri döndürülən terminasiya ona görə adlandırılır ki,3’ mövqedəki terminator nukleotidə birləşdirilən kimyəvi qrup birləşdikdən sonra kənarlaşdırılır,mövqe 3’- OH qrupuna çevrilir və zəncirin növbəti sintezinə imkan yaradılır. Terminal nukleotidlərin hər biri müxtəlif fluoforla nişanlandığı üçün hər biri əlavə olunan zaman identifikasiya edilir.Nukleotid identifikasiya edildikdən sonra 3’ bloklaşdırıcı qrup və fluorofor kənarlaşdırılır və standart nukleotid yaranır.Daha sonra zəncirin növbəti sintezi davam edir,yeni nukleotidin əlavə edilməsi və identifikasiyası eyni qayda ilə həyata keçirilir.Bu üsul zamanı bərk lövhə üzərində immobolizə edilmiş fraqmentlər kifayət qədər qısa olur və maksimum 300 nc uzunluqlu fraqment oxunur.Lakin proses kütləvi həyata keçirildiyi üçün hər eksperimment zamanı ümumilikdə uzunluğu 2000 Mb-yə qədər olan genom hissəsi oxuna bilir.Bu texnologiya İllumina Sekvens platformasının işləmə prinsipinin əsasını təşkil edir.Pirosekvensləmə-Pirosekvenslamə digər qeyd etdiyimiz üsullardan tamamilə fərqli üsuldur.Bu zaman individual nukloetidlər nişanlanmır, əvəzinə fraqmentin nukleotid ardıcıllığı xemiluminisensiya vasitəsilə təyin edilir. Bu sekvenslənmə zamanı polimerazadan başqa sulfirilaza adlı enzimdən də istifadə edilir. Məlumdur ki, polimerza sintez olunan yeni zəncirin 31 sonluğuna nukelotid əlavə edən zaman pirofosfat ayrılır. Həmin pirofosfat mühitdəki sulfurilaza enzimi ilə qarşılıqlı təsirdə olduqda xemiluminisensiya yaranır və həmin siqnal cihaz tərəfindən qeyd edilir. Əgər bütün nukleotidlər mühitə eyni anda əlavə edilsəydi, davamlı olaraq yaranan xemiluminisent siqnallar yaranardı va nukleotidlərin təbiətini müəyyən etmək mümkün olmazdı. Ona görə də, hər bir nukleotid mühitə ayrı-ayrılıqda əlavə edilir və əgər deoksinukleotid zəncirə əlavə edilmirsə, yəni komplementar deyilsə növbəti nukleotid əlavə edilənə qədər mühitdən kənarlaşdırılır. Bu prosedur sintez olunan zəncirə hansı nukleotidin birləşdiyini müəyyən etməyə imkan verir. Bu üsul 454 Roşe Sekvensləmə platformasında istifadə olunur. Bu platformanın təkmil variasiyalarında 1000 nc uzunluqlu fraqmentləri oxıımaq mümkündür və ümumilikdə isə bir eksperiment zamanı 700 MB DNT sekvenslənə bilir
46.Ekzom sekvensləmə və onun tətbiq sahələri. DNT ardıcıllığı (sequencing) prosesi fərdin DNT kodunu təşkil edən nükleotidlər adlanan tikinti bloklarının tədqiq edildiyi üsula verilən addır. Genlərimiz bu nukleotidlərin ardıcıllığından ibarətdir və tutduğumuz bütün bu genetik kod genom adlanır. Genomumuzda zülalların əmələ gəlməsini təmin edən DNT ardıcıllıqlarına ekzom deyilir. Dəqiq genetik diaqnozun vaxtında əldə edilməsi xəstəliyin müvafiq idarə edilməsinə imkan verir və xəstənin həyat keyfiyyətini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər. Tam ekzom ardıcıllığı (WES) müxtəlif genetik xəstəliklərdə xəstəliyə səbəb olan dəyişiklikləri müəyyən etmək üçün güclü və ən əhatəli genetik testlərdən biridir. WES-də insan genomunun bütün genlərinin (~20.000) protein kodlaşdırma bölgələri, yəni ekzomlar yeni nəsil sekvensləmə texnologiyalarından istifadə etməklə ardıcıllıqla sıralanır. Ekzom bütün genomun yalnız 1%-ni təşkil etdiyi halda, xəstəlik törədən mutasiyaların 85%-i burada tapılır. Həqiqətən də, WES yalnız yeni xəstəlik genlərinin müəyyən edilməsində uğur qazanmayıb, həm də müxtəlif tibbi ixtisaslar üzrə genetik pozğunluqların molekulyar əsaslarını müəyyən etmək üçün klinik şəraitdə güclü bir üsuldur. WES-in diaqnostik məhsuldarlığı bəzi ənənəvi gen diaqnostik üsullarından daha yüksəkdir. Qəti diaqnoz adətən tibbi təcrübədən asılı olaraq 20-60% hallarda, ən yüksək diaqnoz dərəcələri ilə ağır, erkən başlanğıc pozğunluqları ilə əldə edilir. Ekzom ardıcıllığı populyasiya genetikası, genetik xəstəliklər və xərçəng tədqiqatları da daxil olmaqla geniş tətbiqlərdə kodlaşdırma variantlarının səmərəli öyrənilməsinə imkan verir. Bütün ekzom ardıcıllığı (WES) xəstəliyin əsas genetik səbəbini müəyyən etmək üçün müxtəlif göstərişlər daxilində klinik diaqnozda getdikcə daha çox istifadə olunur. Tək gen testi və gen panelləri az sayda genlə əlaqəli spesifik pozğunluqdan şübhələnildikdə tez-tez istifadə olunsa da, WES xüsusilə nevroloji diaqnozlar kimi genetik cəhətdən heterojen pozğunluqlar üçün diaqnostik qiymətləndirmədə böyük rol oynayır. Çoxsaylı anadangəlmə anomaliyaları, autizm, epilepsiya, beyin qüsurları, anadangəlmə ürək qüsurları və neyroinkişaf qüsurları olan xəstələrdə diaqnostik metod kimi WES istifadə edilmiş və bu xəstəliklər üçün yeni gen və mutasiya əlaqələri müəyyən edilmişdir. WES faydalıdır, çünki o, hərtərəfli və bütün məlum xəstəliklərə səbəb olan genlərin təhlilində qərəzsizdir. Xüsusilə nadir xəstəliklərin diaqnostikasında ekzom ardıcıllığı əvəzolunmaz üsuldur. Mərkəzimizdə xəstənin kliniki məlumatlarına uyğun ixtisaslaşdırılmış bioinformatika proqramları ilə ekzom ardıcıllığının nəticələri təhlil edilir və 1 ay ərzində epikriz şəklində verilir.
Əldə edilən bu məlumatlar xəstəmizin klinik məlumatları ilə birlikdə qiymətləndirilir və hesabat verilir. Bundan başqa, konkret klinikası olmayan, lakin genlərinin müayinə olunmasını istəyən xəstələrimiz də analiz edilir, mövcud risk faktorları qiymətləndirilir və ətraflı genetik konsultasiya ilə xəstələrə təqdim edilir
47.Fərdiləşmiş tibbdə istifadə olunan müasir genetik üsullar: tam genom və hədəf (target) sekvensləmə. Tam genom ardıcıllığı (WGS) bütün genomları təhlil etmək üçün hərtərəfli bir üsuldur. Genomik məlumat irsi pozğunluqların müəyyən edilməsində, xərçəngin irəliləməsini şərtləndirən mutasiyaların səciyyələndirilməsində və xəstəliyin yayılmasının izlənməsində mühüm rol oynamışdır. Sürətlə azalan ardıcıllıq xərcləri və bugünkü sekvenserlər ilə böyük həcmdə məlumat istehsal etmək qabiliyyəti tam genom ardıcıllığını genomik tədqiqatlar üçün güclü bir vasitə halına gətirir. Bu üsul adətən insan genomlarının ardıcıllığı ilə əlaqələndirilsə də, yeni nəsil ardıcıllıq (NGS) texnologiyasının miqyaslı, çevik təbiəti onu kənd təsərrüfatı baxımından əhəmiyyətli mal-qara, bitkilər və ya xəstəliklə əlaqəli mikroblar kimi istənilən növün ardıcıllığı üçün eyni dərəcədə faydalı edir.
Tam genom ardıcıllığının üstünlükləri· Genomun yüksək ayırdetmə qabiliyyətinə əsaslanan görünüşünü təmin edir· Məqsədli yanaşmalarla qaçırıla bilən həm böyük, həm də kiçik variantları çəkir· Gen ifadəsi və tənzimləmə mexanizmlərinin sonrakı təqib tədqiqatları üçün potensial səbəb variantlarını müəyyən edir· Yeni genomların yığılmasını dəstəkləmək üçün qısa müddətdə böyük həcmdə məlumat verirGenomun məhdud bir hissəsini təhlil edən ekzom ardıcıllığı və ya hədəflənmiş təkrarlama kimi fokuslanmış yanaşmalardan fərqli olaraq, bütün genom ardıcıllığı bütün genomun hərtərəfli görünüşünü təqdim edir. Bu, səbəbkar variantların müəyyən edilməsi və yeni genom birləşmələri kimi kəşf tətbiqləri üçün idealdır. Bütün genom ardıcıllığı tək nukleotid variantlarını, daxiletmələri/delesiyaları, surət sayı dəyişikliklərini və böyük struktur variantlarını aşkar edə bilər. Son texnoloji yeniliklərə görə, ən son genom sekvenserləri bütün genom sıralamasını həmişəkindən daha səmərəli həyata keçirə bilər.