Mavzu: Genlar tuzulishi

Transformatsiya hodisasining kashf etilishi. Transformatsiya deb tashqaridan hujayra ichiga kiritilgan–begona DNK molekulasi taosirida organizmlar belgi va xususiyatlarining irsiy o’zgarishiga aytiladi. Transformatsiya hodisasi 1928 yilda ingliz olimi Griffit tomonidan kashf etilgan. U o’zining bu sohadagi tajribasi uchun biologik ob’ekt sifatida pnevmokokk bakteriyasi (Diplococcus pneumoniai) ning ikkita o’zaro keskin farq qiluvchi shtammlarini qabul qildi. Ularning birinchisi S‑shtammi virulent shtamm hisoblanadi. CHunki u odamlarda og’ir o’pka shamollashi (pnevmoniya) kasalini tug’diradi. Ularning ikkinchisi R‑shtamm deyilib, u avirulent hisoblanadi. CHunki ular pnevmoniya kasalini keltirmaydilar.
Pnevmokokkning S‑ va R‑shtammlarini biri‑biridan tashqi ko’rinishidan ham ajratish mumkin. Virulent S‑shtammga mansub pnevmokokklar hujayra qobig’i kapsula–qalin shilliq modda bilan qoplangan. Avirulent R‑shtamm bakteriyalari hujayra qobig’i yupqa, g’adir-budir bo’lib ularda kapsula bo’lmaydi. Pnevmokokk shtammlarining virulentligini o’rganish uchun biologik ob’ekt sifatida sichqonlarning bitta inbred liniyasi qabul qilindi. Tajriba to’rtta variantda rejalashtirilgani uchun sichqonlar to’rtta teng guru’ga bo’lindi.
Tajribaning birinchi variantidagi sichqonlar tanasiga virulent S‑shtamm bakteriyalari yuborildi. Sichqonlar hammasi pnevmoniya kasaliga chalinib o’lib ketdi.
Tajribaning ikkinchi variantidagi sichqonlar tanasiga avirulent R‑shtamm bakteriyalari yuborildi. Sichqonlar kutilganidek kasal bo’lmadi.
Tajribaning uchinchi variantida virulent S‑shtamm bakteriyalariga yuqori harorat ta’sir etilib, so’ngra u sichqonlar tanasiga yuborildi. Sichqonlar kasalga chalinmadi. Demak, bu tajribada virulent S‑shtamm bakteriyalar yuqori harorat ta’sirida o’lib ketganlar.
Tajribaning to’rtinchi variantida sichqonlar tanasiga tirik avirulent R‑ shtamm bakteriyalar bilan o’lik virulent S‑shtamm bakteriyalar aralashmasi yuborildi. Bu tajribaning natijasi hayron qolarlik darajada boshqacha bo’lib chiqdi. Tajribadagi hamma sichqonlar pnevmoniya bilan kasallanib o’lib ketdi Bu metodik ji’atdan yuqori darajada amalga oshirilgan tajribalar natijasini tahlil etib Griffit shunday xulosaga keldi: o’lik virulent shtamm tanasidagi qandaydir modda tirik avirulent shtamm bakteriya tanasiga kirib, uning irsiy avirulentlik xususiyatini o’zgartirib unda virulentlik xususiyatining paydo bo’lishiga olib keldi. Genetikada bu jarayon transformatsiya deb atala boshlandi. Irsiy belgini o’zgartirgan moddani esa transformatsiya etuvchi modda deb yuritila boshlandi. Bu moddaning kimyoviy tuzilishi va xossalari qanday ekanligi ancha yillargacha aniqlanmay kelindi. Lekin uni shartli ravishda Griffit moddasi deb ham ataldi. Faqat 16 yildan so’ng 1944 yilga kelib ingliz olimlari O.Eyversi, S.Mak-Leod, M.Makkarti bilan bu sirli hisoblangan modda dezoksiribonuklein kislotasi ekanligini aniqladi.
SHunday qilib, mikroorganizmlarda kashf etilgan transformatsiya ‘odisasi DNKning irsiy axborot manbai ekanligini isbotlovchi dalillardan biri bo’ldi.
Transduktsiya ‘odisasining kashf etilishi. Transduktsiya deb genetik materialning bir bakteriya hujayrasidan ikkinchisiga bakteriofaglar orqali o’tkazilishiga aytilib, bunda bakterial genlar bakteriofagning DNK siga hujayra lizisi davrida qo’shib olinadi va keyingi infektsiya davrida yangi qo’shib olingan bakterial gen boshqa bakteriyaga o’tkaziladi. Bevosita transduktsiya haqida mukammal ma’lumot berishdan oldin viruslar va bakteriofaglar hayoti bilan tanishaylik. DNK moddasining genetik ahamiyati borligini uzil‑kesil isbot etishda bakteriyalarning paraziti bo’lmish viruslar – bakteriofaglar ko’payishini tekshirib o’rganish natijasi katta ahamiyatga ega bo’ldi. Amerika olimlari A.Xershi va M.CHeyzlarning 1952 yilda amalga oshirgan tadqiqoti ayniqsa katta ahamiyat kasb etdi. Ularning tajribalari natijasining ko’rsatishicha viruslar bakteriyalarga hujum qilganda virus tarkibidagi oqsil bakteriya tashqarisida qolib, uning ichiga faqat virus DNK si kirishligi aniqlandi. Bakteriya ichiga kirib joylashgan virus DNKsi o’zining odatdagi funktsiyasini bajara boshlaydi. Virus DNK molekulasi mustaqil replikatsiyalanish orqali ko’payib, uning soni 100‑300 ga yetadi. SHuning bilan birga har qaysi DNK virusga xos oqsil sintez qilib o’ziga biriktiradi. Oqibatda bakteriya hujayrasi tarkibiy qismining yemirilishi hisobidan 100‑300 yangi virus tanachalari hosil bo’ladi. Ular bakteriya hujayrasi qobig’ini yorib chiqadi. Ular boshqa bakteriyaga hujum qilib kirgan boshlang’ich virusning barcha xususiyatlarini o’zida mujassamlashtirgan bo’ladi. Yuqorida bayon etilgan viruslar hayotini aks ettirgan jarayon hammasi bo’lib 10‑45 minut ichida sodir bo’ladi. Bu tajriba viruslarning ko’payishi va ular belgi va xususiyatlarining kelgusi avlodlarga irsiylanishini ta’min etuvchi moddiy asos DNK molekulasi ekanligini isbot etdi. 1952 yilning o’zida Dj.Loderberg va N.TSinder molekulyar genetikaning paydo bo’lishida katta ahamiyatga ega bo’lgan tadqiqotni amalga oshirib transduktsiya ‘odisasini kashf etdilar.
Transduktsiya hodisasi quyidagi maxsus tajribani amalga oshirish natijasida kashf etildi.Ular tajriba uchun sichqonlarda tif kasalining paydo bo’lishini ta’min etuvchi Salmonella typ’imurium bakteriyasining har xil xususiyatga ega bo’lgan ikkita shtammini oldi. Ularning bittasi 22A shtamm deb atalib u sichqonlarda tif kasalini paydo qildi. 22A shtamm triptofan aminokislotasini sintez qilinishini to’xtatadigan gen mutatsiyasiga ega bo’lib uni T^– belgisi bilan ifodalanadi.
SHuning uchun bu shtamm bakteriyalar triptofanni sintez qila olmaydi. Ikkinchi shtamm esa 2A shtammi deb nomlangan bo’lib u mazkur aminokislotani sintez qila oladigan xususiyatga ega. Bu belgining geni T⁺ holatida ifodalandi. Demak, bakteriyaning bu ikki shtammi tekshirilayotgan belgilarining genlari bo’yicha o’zaro keskin farq qilgan. Tajriba uchun olingan bu ikki shtamm U-simon shisha idishga joylashtirilgan. Ularning aralashib ketmasligini ta’minlash uchun U-simon idish bakteriya hujayralari o’ta olmaydigan mayda teshikchalari bo’lgan filg’trlovchi to’siq bilan ikkiga bo’lingan.

T2 bakteriofagining DNK orqali ko’payish sxemasi.

Salmonella typ’imurium bakteriyasida transduktsiya hodisasini ko’rsatuvchi tajriba sxemasi. 22A bakteriya shtammlari triptofanni sintez qila olmaydi (T^-), 2A - triptofanni sintezlovchi (T⁺) shtamm.

Uning o’ng tomoniga 2A(T⁺) shtamm bakteriyalari, chap tomoniga esa 22A(T^–) shtamm bakteriyalari joylashtirilgan. Tajriba uchun yana bitta biologik ob’ekt – shu bakteriyalar virusi – bakteriofag olinib uni idishning o’ng qismida joylashgan 2A (T⁺) shtamm bakteriyalar orasiga aralashtirib yuborildi. SHuni taokidlash kerakki idishdagi ikki shtamm bakteriyalarni ajratib turgan filg’tr teshiklari juda kichik bo’lib u orqali idishning ikki tomoniga joylashtirilgan ikkita har xil shtammga mansub bakteriyalar bir biri tomon o’ta olmas edi. Tajribada biologik ob’ekt sifatida ishtirok etayotgan viruslar esa bakteriyalarga nisbatan juda kichik bo’lganligi uchun filg’tr teshiklaridan bemalol o’tib turishlari mumkin edi. Tajriba natijasida quyidagi dalillar olindi. Viruslarni bakteriyaning 2A(T⁺) shtammi joylashtirilgan idishning o’ng tomoniga quyib yuborildi. Viruslar darrov bakteriyalarga hujum qila boshladilar. Ularning tanalaridagi oqsil bakteriya hujayrasining tashqarisida qoldirilib, DNK molekulalari esa bakteriya ichiga kirib olib tez ko’paya boshlagan. Oqibatda bakteriya hujayrasi ichida virusning ko’p sondagi yangi avlodlari paydo bo’lgan. Ular to’liq rivojlanib bo’lgach bakteriya hujayrasini yorib chiqib, idish ichiga tarqala boshlagan. Ularning bir qismi filg’tr teshiklari orqali idishning 22A(T^–) shtamm bakteriyalari joylashgan ikkinchi qismiga o’tib ularga ‘ujum qilib, hujayralarida ko’paya boshlagan. Bu yerda ham viruslar DNK lari bakteriyalarga kirib ko’paya boshlagan. Oqibatda bakteriyaning 22A(T^–) shtamm hujayralarida ham virusning ko’p sondagi yangi avlodlari paydo bo’lgan. Idishning chap tomonida joylashgan 22A(T^–) shtamm bakteriyalarining ba’zilarida 2A(T⁺) shtamm bakteriyalarigagina xos bo’lgan xususiyatlar paydo bo’lgan. Ular ham xuddi 2A(T⁺) shtamm bakteriyalari kabi triptofan aminokislotasini sintezlash hamda tarkibida triptofan bo’lmagan selektiv oziqada ham o’sadigan xususiyatiga ega bo’ldi. Bu g’ayri tabiiy ko’ringan ‘odisaning sababi quyidagicha. Virus DNK si 2A(T⁺) shtamm bakteriyasi ichida reduplikatsiya orqali ko’payish jarayonida bakteriya DNK molekulasining ayrim qismlarini 2A(T⁺) genini o’ziga qo’shib-tutashtirib oladi. Viruslar filg’tr orqali o’tib ikkinchi 22A(T^–) shtamm bakteriyalari tanasiga kirib ko’paya boshlaganda uning DNKsiga 2A(T⁺) shtammdan olib o’tgan T⁺ genini o’tkazadi. Buning natijasida 22A(T^–) shtamm bakteriyalariga 2A(T⁺) shtammning genlari o’tadi va irsiylanadi. Oqibatda 22A(T^–) bakteriyalari ham 2A(T⁺) bakteriyalari kabi triptofan moddasini sintezlay olish xususiyatiga ega bo’ldi. SHuning uchun ham ular tarkibida triptofan bo’lmagan selektiv mu’itda ham o’sib ko’paya oldi.

Mikroorganizmlar va viruslar ustida olib borilgan yuqorida bayon etilgan ilmiy tadqiqot ishlari natijasida dezoksiribonuklein kislotasi organizmlar irsiyatining moddiy asosi ekanligini va uning organizmlar belgi va xususiyatlarining kelgusi avlodlarga o’tkazish funktsiyasini bajarishligi ko’rsatildi.