Kirish I. Bob. Mutatsiyalarning kelib chiqishi

Mavzu yuzasidan adabiyotlarning qisqacha tahlili. 1970-yilda niderland nazariyotchi biologi Polina Hogeveg va Ben Hesper biotik tizimdag informatsion jarayonlarni tadqiq etish davomida “bioinformatika” degan terminni qo‘llagan.
Dastlab 1950-yillarda Frederik Senjer insulin oqsilining ketma-ketligini aniqlagan vaqtdayoq molekulyar biologiya fanida kompyuterlarning ahamiyati orta boshlagan. Boisi bir necha xil organizmlardagi insulin oqsilining ketma-ketligi tartibini o‘zaro qo‘lda solishtirib chiqish amaliy jihatdan imkonsiz bo‘lgan. Bu sohada ishlagan ilk tadqiqotchilardan biri Margaret Oukli Deyxoffedi. U birinchilardan bo‘lib oqsil ketma-ketligi haqidagi ma’lumotlarni to‘plab, uni kitob holida chop etdi va ilk marotaba molekulyar evolutsiya sohasida o‘zaro bir qatorga jamlangan oqsil yoki nukleotidlar ketma-ketligini qo‘llash metodikasini ishlab chiqdi. NCBI direktori Devid Lipman uni “bioinformatikaning otasi va onasi” deb atalagan edi.
Gеnlаr fаоliyatining gеnеtik rеgulyatsiyasi hаqidаgi nаzаriya vа bu nаzаriyagа аsоslаngаn оqsillаrning sintеz qilinishini ifоdаlоvchi mоdеl 1961-yildа frаnsuz оlimlаri F.Jаkоb vа J.Mоnоlаr tоmоnidаn kаshf etildi. Mаzkur kаshfiyot
prоkаriоt оrgаnizmlаr vаqili ichаk tаyoqchаsi bаktеriya (E.coli) sidа аmаlgа оshirilgаn mоlеkulyar gеnеtik tadqiqotlаr nаtijаsidа «оpеrоn nаzаriyasi» nоmi bilаn аtаldi. Ushbu nаzаriyagа binоаn strukturаviy gеnlаr fаоliyatini rеgulyatsiya qiluvchi gеnlаr funksiyasigа qаrаb ikkigа bo’linаdi.
Gen оntologiyasi 1998-yilda tadqiqotchilar konsortsium asosida uch model organizmlar Drosophila melanogaster (meva pashshasi), Mus musculus (sichqon) va Saccharomyces cerevisiae (non achitqisi) genomlari o‘rganilib, ulаrni o‘qilishi vа gеnеtik mа’lumоtlаr bа’zаsi yarаtilishi аsоsidа tashkil etilgan.
So‘ngra boshqa model organizmlar uchun ko‘p ma’lumotlar ba’zasini shu tariqa ko‘rish va ma’lumotlaridan foydalanish, qo‘shimcha аnnаtаtsiyalаr ba’zasini yaratishni kengaytirish, kabi jarayonlarda gen оntologiyasidаn fоydаlаnildi.
O‘simlik, hayvon va mikroorganizmlar eng asosiy gеnеtik ma’lumotlar ba’zalari bu loyiхaga Hissa qo‘shmoqda. 2008-yil yanvar хolatiga ko‘ra, gen оntologiya dаsturi turli хil biologik organizmlardа qo‘llaniladigan 24500 dan ortiq terminlarini o‘z ichiga oladi. U mа’lumоtlаr gen ontologiyasini rivojlantirish va undаn foydalanish bo‘yicha adabiyotlarda muхim tаyanch хisoblanadi, va u bioinformatikа sохаsidа tеgishli standart vositasi bo‘lib kelgan.

I.BOB.MUTATSIYALARNING KELIB CHIQISHI

1.1.Irsiyatda o’zgarishlarning hosil bo’lishi
Hayvon va oʻsimliklarning koʻpchiligi jinsiy yoʻl bilan koʻpayadilar. Evolyusiya prosessida jinsiy koʻpayish turi eng yuqori pog‘ona nasl qoldirish sifatida yuzaga keldi. Koʻp hujayrali organizm jinsiy hujayralari oʻzining tarixiy funksiyasi 1 hujayradan yangi organizm hosil qila olish xususiyatini saqlab qoldi.
Jinsiy koʻpayishda avlod soni tez koʻpayadi va uning irsiy oʻzgaruvchanligi ortadi, bu esa koʻproq moslashgan formalarni tanlashga imkon berdi.
Jinssiz va vegetativ koʻpayishda avlodni xilma-xilligi kamayadi, aynan oʻxshash avlod beradi va bir avlodni irsiyati bir xil boʻlgan sonini koʻpaytirish imkoniyati tug‘iladi. Koʻpayish asosi hujayrani ochilishi, irsiyat mexanizmini ochilishiga olib keldi.
Prafazada xromatin iplari qattiq oʻralgan yadrosi yuqolgan buladi. Snitriolalar va ularning tutashtirib turuvchi urchuq iplari sitoplazma orqasiga siljiydi Sitoplazmada erkin joylashgan xromosomalar xosil boʻlishi davomida ular urchuq ipiga oʻralashib qoladi. Metafazada xromosomalar sintromerasida metafaza plastinkasi joylashgan boʻladi. Metafazada barcha xromosomalar toʻliq shakllanadi va shuning uchun ularni faqat shu fazada oʻrganish mumkin. Xujayraning xar bir qutbidan yuqolgan urchuq iplari bitta xromosomaning sintromerasiga ikki tomondan birikadi.
 Antropogenetika odam organizmi normal belgilarining ir-siyligi va oʻzgaruvchanligini, tibbiyot genetikasi esa uning irsiy patologi-yasini oʻrganadi. 19-asrning oxirlaridan rivojlana boshladi. Bu davrda xdli irsiyatni oʻrganuvchi usullar kam boʻlganligi sababli, odam ayrim belgilarining nasldan naslga oʻtishini oʻrganishda egizaklar usulidan foydalaniladi. 20-asrning boshlaridan odamning populyasion genetikasi rivojlana boshladi. Populyasion genetika maʼlum bir chegaralangan gurux, odamlardagi geografik, etnik, tabakali va boshqa genlarning turlari va tarkibining oʻzgarishini oʻrganadi. Bundan tashqari, bu usul yordamida odamning tur si-fatida evolyusion shakllanishi, ularning sut emizuvchilardan irsiy farqlari, zamonaviy odam populyasiyalaridagi irsiy oʻzgaruvchanliklarni oʻrganish mumkin.
20-asrning 20—30-yillaridan boshlab odamdagi mutatsiyalar oʻrganila boshlandi. Odam irsiyatini oʻrganishda uni xavfli mutatsiyalardan himoya qilish katta ahamiyatga ega, chunki texnika rivojlanishi va kimyoviy vositalar koʻp ishlatilishi tufayli odam orga-nizmiga mutagen omillar taʼsiri oshib bormoqda.
20-asrning oʻrtalariga kelib va radiatsion genetika rivojlanishi bilan uni oʻrganish yana kuchaydi. 1956-yil odamda 56 ta xromosoma (28 juft) borligi aniklandi, 1959-yilda esa odamning birinchi xromosoma kasalligi (Daun kasalligi) kashf kilindi. Xromosomadagi har bir genii, ularning xromosomada joylashishi, namoyon qiladigan belgilarini va bu belgilar yuzaga kelishida irsiyat va tashqi muhitning ahamiyatini, mutatsiyalarning yuzaga kelish sabablarini oʻrganadi. Izlanishlar natijasida irsiy xilma-xillik yoki polimorfizm kashf etildi. Mas, gemoglobinning 200 ga yaqin turi borligi, fermentlarning turli-tuman shakllari va boshqa aniklandi.
Irsiyatning xromosoma va genlarini oʻrganishda molekulyar biologiyaning bir necha usullari; sitogenetik, biokimyoviy, immunogenetik, gen inje-neriyasi va h.k.dan foydalaniladi.
Sitogenetik usullar odam xromoso-malari soni, ularning tuzilishini oʻrganish imkonini berdi, natijada koʻpgina irsiy kasalliklarni aniklash mumkin boʻldi. Biokimyoviy usullar yordamida gendan u nazorat qiladigan belgigacha boʻlgan yoʻl oʻrganilib, irsiy kasalliklarga tashhis qoʻyish va ularni davolash usullari ishlab chi-qildi. Immun javobning rivojlanish mexanizmlari oʻrganilganda bir guruh genlar (markaziy gistomoslik kompleksi genlari)ning ahamiyati juda katta ekanligi aniqlandi. Bu sistema omillari organizmning noyobligini taʼminlashda, xujayralararo reaksi-yalarni amalga oshirishda, immun javob kuchini nazorat qilishda qatnasha-di, yaʼni sistema donor—transplantat ni tanlay bilishda, yangi immun tiklash usullarini ishlab chiqish, tugʻma kasalliklarni oldindan aniqlab olishda ahamiyati katta.
20-asrning oxirida amerika olimlari odam genlari kartasini toʻliq oʻrganib chiqishga muvaffaq boʻlishdi. Bu kashfiyot endilikda gen injeneriyasi metodlari yordamida irsiy kasalliklarni davolash usullarini ishlab chiqishga imkon beradi. Shu bilan birga irsiy kasalliklarni homiladorlikning ilk davrlarida aniqlash (pre-natal tashhis) usullari ishlab chiqilmoqda.
Gen injeneriyasi usullari yordamida bepusht ayolga probirkalarda chatishtirilgan homila implantatsiya qilinmokda, natijada ular farzand koʻrish imkoniyatiga ega boʻlmoqdalar.
O.g.ni oʻrganishdagi bilimlar asosida hozirgi koʻp mamlakatlarda, shu jumladan, Oʻzbekistonda genetik maslahatxonalar va genetik skrining markazlari ochilib, ularning kelajak avlodning sogʻlom tugʻilib, ulgʻayishida ahamiyati ortib bormoqda.

1.2.Anomaliya holatlar kechish protsesi

Genlar ta'sirining polimeriya xili miqdoriy belgilaming naslga berilishini o‘rganishda katta ahamiyatga egadir. Bunday belgilar uchun oraliq naslga berilish ya'ni bolalarda ota va ona belgilaming o‘rtacha shaklda bo‘lishi alohida xususiyatga ega bo‘ladi, masalan sut miqdori, sutdagi yog‘ foizi, tirik vazn, tuxum soni, jun miqdori va boshqalar miqdor belgi bulgani uchun shunday shaklda naslga beriladi. Chunonchi mahalliy sigirlaming o‘rtacha yillik suti 1000 kg ni tashkil etsa ularni 3000 kg sut beruvchi sigirlardan tugilgan madaniy zotning buqalari bilan chatishtirilsa birinchi bo‘g‘in duragay sigirlar o‘rtacha 2000 litrgacha sut berishi mumkin. Birinchi bo‘g‘in duragaylar yana shu zot buqalari bilan chatishtirilsa ikkinchi bo‘g‘in duragay sigirlar 2500 kg-ga yaqin sut beradi, uchinchi bo‘g‘in duragay sigirlar esa 2700 kg va turtinchi bo‘g‘in do‘ragaylar esa 2900 kg-gacha sut beradi. Shunday qilib mahsuldorlik xususiyati oraliq naslga berilish qonuniyatiga bo‘ysunadi. Miqdoriy belgilaming naslga berilishini aniqlashda u yoki bu hayvonda qanday genlar borligini aniqlash qiyin, amalda belgining ruyobga chiqishi umumiy genotip ta'sirida bo‘ladi. Miqdoriy belgilami o‘rganish naslchilik ishida muhim ahamiyatga egadir, chunki ularning qonuniyatlarini o‘rganmasdan turib ulami boshqarish qiyin bo‘ladi. Miqdoriy belgilaming nasldan-naslga berilishini o‘rganishda matematik tahUl usullari ko‘p qo‘llaniladi. Irsiyat va takrorlanish koeffitsiyenti to‘g‘risida tushuncha Naslchilik ishida ayrim belgilaming o‘zgaruvchanligi qanchalik irsiy asoslanganligini bilish muhim ahamiyatga ega. Buning uchun belgilaming irsiyat koeffitsenti aniqlanadi. Irsiyat koeffitsiyenti umumiy 229 fenotipik o'zgaruvchanlikning genetik o‘zgaruvchanlik bilan asoslangan qismini yoki belgilar o‘zgaruvchanligining irsiyat bilan bog£langan qismini ko‘rsatadi. (h2). Irsiyat koeffitsiyenti 0 dan 1 gacha bo‘lgan kasr sonlar bilan ifodalanib, agar u qancha katta bo‘ Isa tanlash shuncha yaxshi natija berishi aniqlangan. Belgining irsiyat koeffitsiyenti qancha kam bo‘Jsa uning rivojlanishiga irsiy bo‘lmagan omillar, ya’ni tashqi muhit ta'siri shuncha katta boMishi aniqlangan. Irsiyat koeffitsiyenti quyidagi formulalar yordamida aniqlanadi. , л D luch- Dxud _ hr ---------------------+ 2 M luch- Mxud Ml - yaxshi onalar ko‘rsatkichi DI - yaxshi bolalari ko‘rsatkichi Mx - yomon onalar ko‘rsatkichi Dx - yomon bolalari ko‘rsatkichi Masalan: Tovar fermasidagi sigirlaming o‘rtacha sut mahsuldorligi 3000 kg bo‘lib, tanlangan yaxshi sigirlaming sut mahsuloti 4000 kg bo‘lgan. Yomon sigirlaming sut mahsuloti esa 2000 kg bo‘lgan. Yaxshi sigirlardan 3200 kg, yomon sigirlardan esa 2800 kg sut beruvchi qizlar olingan. Bunda irsiyat koeffitsiyenti quyidagicha bo‘ladi. MI = 4000 kg, Mx = 2000 kg DI - 3200 kg, Dx = 2800 kg .