Ekzon va intronlar. Gen klasterlari, promotor

EPIGENOMIKA. EPIGENOM VA EPIGENETIKA HAQIDA TUSHUNCHA.
Epigenomika - bu epigenom deb nomlanuvchi hujayraning genetik materialidagi to‗liq epigenetik o‗zgarishlar majmuasi haqidagi fandir. Ushbu soha genomika va proteomikaga o‗xshash bo‗lib, hujayraning genom va proteomini o‗rganadi. Epigenetik o‗zgarishlar DNK ketma-ketlilarida o‗zgarishlarsiz gen ekspressiyasiga ta‘sir qiluvchi DNK va gistonidagi o‗z xoliga qayta oladigan o‗zgarishlardir. Eng ko‗p harakterlangan epigenetik o‗zgarishlar bu DNK metillanishi va giston modifikatsiyasidir. Epigenetik o‗zgarishlar gen ekspressiyasi va regulyatsiyasida muhim rol o‗ynaydi va hujayra differensiallashuvi va tumorogenez kabi ko‗plab hujayraviy jarayonlarni o‗z ichiga oladi. Epigenetik tadqiqotlarni global darajaga olib chiqish imkoniyati faqatgina yaqinda genomik yuqori texnologiyalarning moslashishi orqali vujudga keldi. Epigenetika - bu genetikaning tarmog‗i bo‗lib, DNK ketma-ketliklarida o‗zgarishlar bo‗lmay turib tashqi yoki atrof-muhit omillari sabab bo‗ladigan hujayraviy va fiziologik fenotipik belgilar xilma-xillikligiga sabab bo‗luvchi genlarning o‗chishi va yonishini o‗rganuvchi fandir. Shu sababli, epigenetik tadqiqotlar hujayraning transkripsional potensialidagi dinamik o‗zgarishlarni tasvirlashni qidiradi. Bu o‗zgarishlar avloddan-avlodga o‗tishi yoki o‗tmasligi mumkin. DNK ketmaketliklaridagi o‗zgarishlarga, gen ekspressiyasi yoki hujayraviy fenotipdagi o‗zgarishlarga asoslangan genetikadan farqli o‗laroq epigenetikaning boshqa sabablari bor, shunday qilib epi- old qo‗shimchasi Grekcha: επί – ustida (uzra, tashqarida, atrofida) ma‘nosini anglatadi. Epigenetika atamasi 1990 yillarda paydo bo‗lib qo‗llanila boshlandi, lekin bir necha yillar mobaynida bir qancha o‗zgaruvchan ma‘nolarda ishlatilib kelindi. Epigenetika tushunchasining ta‘rifi 2008 yilda Cold Spring Harbor (Salqin Bahor Qarorgohi) yig‗ilishida ―Xromosomadagi o‗zgarishlar (DNK ketma-ketliklaridan tashqari) natijasida nasldan-naslga o‗tuvchi barqaror fenotip‖ sifatida kelishib olindi. Ingliz tilida 17 asrdan buyon qo‗llanilib kelinayotgan epigenezis - ἐπιγέννησις atamasi Koin Grik (Koine Greek) tomonidan bevosita tanlangan ―Qo‗shimcha o‗sish‖ (Extra growth) degan umumiy ma‘noga ega. Epigenezis va epigenetik sifat birikmasidan 1942 yilda C.H.Waddington tomonidan epigenetika atamasi Valentin Heikerning (Valentin Haecker) epigenezisga aloqador ‗fenogenetika‘si bilan parellel ravishda tuzildi. Biologiya muhitida epigenezis embrional rivojlanishda hujayralar dastlabki totipotent holatidan ularning diffensiallashuvini anglatadi. Atama ―o‗zlarini o‗zgartirish‖ ma‘nosida ham qo‗llaniladi: nukleotid ketme-ketliklaridagi o‗zgarishni o‗z ichiga olmay, genomga tegishli funksional o‗zgarishlarni yuzaga chiqaradi. DNK
metillanishi va giston modifikatsiyasi kabi o‗zgarishlar shunday mexanizmlar mahsulotiga misoldir, har bir o‗zgarishning qanday genlar tomonidan DNK ketma-ketliklari negizini o‗zgartirmasdan ekspressiya bo‗lishi. Gen ekspressiyasi repressor oqsillarning harakati orqali DNKning silencer (sukunat) regionlariga hujum qilishi bilan boshqariladi. Ushbu epigenetik o‗zgarishlar hujayraning butun hayoti davomida, shuningdek bo‗linish orqali hujayraning bir necha avlodlari davomida, garchi ularda organizmning DNK ketma-ketliklari asosidagi o‗zgarishlarda qatnashmasada davom etishi mumkin, natijada genetik bo‗lmagan faktorlar sababli organizm genlari turli xil ishlashiga sabab bo‗ladi.
Epigenetika
Genomik modifikatsiyalar (o‗zgarishlar) asosiy DNK ketma-ketligi o‗zgarishiga sabab bo‗la olmaydigan, gen ekspressiyasini o‗zgartiruvchi va nasldan-naslga o‗tadigan mitotik va meyotik (mitoz va meyozga xos) epigenetik o‗zgarishlar sifatida tasniflanadi. Epigenetik jarayonlar orasida eng zo‗r harakterlangani DNK metillanishi va giston modifikatsiyasi hisoblanadi (Russell 2010 p. 475).
DNK metillanishi
Chuqur harakterlangan ilk epigenetik o‗zgarish bu DNK metillanishidir. Nomi anglatganidek bu DNKga metil guruhining qo‗shilishi jarayonidir. Ushbu reaksiyani DNK metiltransferaza enzimlari katalizlaydi (DNMT). DNK metillanish paytida barqaror va nasldan-naslga o‗tuvchan bo‗ladi, u DNK di-metilaza nomi bilan ma‘lum antogonistik guruh enzimlari tomonidan bekor qilinadi. Eukariotlarda eng ko‗p metillanish CpG (sitozin – fosfat – guanin) dinukleotidlarda, sitozinning guaninga tutash 5-uglerod pozitsiyasida (5mC) topilgan. Sutemizuvchilar genomida, taxminan 70-80% CpG dinukleotidlari metillangan bo‗lib, bu deyarli faqatgina CpG dinukleotidlari ichida sodir bo‗ladi. Shuningdek, o‗simliklarda CpG bo‗lmagan metillanish ham sodir bo‗ladi (birinchi navbatda CpNpG va CpHpH metillanish, bu yerda H = A,T,C) va juda kam hollarda sutemizuvchilarda. Har bir hujayra o‗zining butun tanasini bunyod etishi uchun barcha genetik ma‘lumotga ega. Garchi urug‗langan birgina hujayradan boshqa bir qancha hujayra turlari hosil bo‗lsada DNK srukturasi mutlaqo o‗zgarmaydi va barcha hujayralarda bir xil bo‗ladi. Biroq har bir hujayra faqat o‗zigagina xos bo‗lgan genlarni faollashtiradi. Shunday qilib jigar hujayrasi faqatgina jigar hujayrasida ishlaydigan genlarnigina faollashtiradi. Nerv hujayralari jigarga tegishli genlarni ishlataolmaydi. Normal hujayralarda deyarli butun genom metillangan bo‗lib, shulardan kamgina CpG orollari metillanmagan bo‗ladi va bu kam miqdordagi genlarning faol bo‗lishini ta‘minlaydi. Agar metillanish biroz og‗sa organizmda kasalliklarni vujudga keltiradi. Ko‗plab rak kasalliklari metillanishning g‗ayritabiiy o‗zgarishidan kelib chiqadi.