Уургийн нийлэгжилГенетикийн код

Хүний генетикийн судалгааны аргууд

УДАМШХУЙН МОЛЕКУЛ ҮНДЭС Генийн үйл ажиллагааны зорилт бол удамшлын

мэдээллийг хадгалах, дамжуулах явдал юм. Удамшлын мэдээлэл ДНХ-ийн нийлэгжлийн үед ДНХ-ээс ДНХ-д дамждаг.

Удамшлын мэдээлэл ДНХ-ээс РНХ-д, РНХ-ээс уурагт (ДНХ-РНХ-Уураг ) дамжих зарчмыг 1953 онд Ф. Крик нээж молекул биологийн төв үзэл баримтлал гэж нэрлэсэн.

Бие махбодын удамшлын программ ДНХ-ийн нуклеотидын дараалалд бичигдсэн байдаг.

ДНХ-ийн нийлэгжил нь ДНХ-полимеразагийн тусламжтай явагдана.

ГЕНЕТИКИЙН КОД Уургууд амин хүчлээс бүрдэх бөгөөд амин

хүчлийн найрлага дарааллаас тэр уургийн өвөрмөц чанар хамаарна.

Уураг нийлэгжин бүтэхэд түүний молекулд залгагдах амин хүчлийн дарааллыг

ДНХ-ийн нуклеотидын дараалал зааж өгдөг тухай таамаглалыг 1953 онд Ф.Крик анх дэвшүүлсэн.

Уургийн молекулын амин хүчлийн дарааллын тухай мэдээ ДНХ-д бичигдсэн байдаг.

Үүнийг генетикийн код гэнэ.

ГЕНЕТИКИЙН КОД

ДНХ өөрөө уургийн нийлэгжилтэнд шууд оролцдоггүй бөгөөд ,түүнд агуулагдах генетик мэдээллийг м РНХ(мэдээллийн ) өөртөө буулган авч , эсийн цитоплазмд гараад тэнд рибосомтой хоршин уургыг нийлэгжүүлдэг.

Одоо ДНХ-ийн нуклеотид гурамсан (триплет) хоршлоор мэдээлэл өгдөг болох нь судалгаагаар тогтоогдсон.

1 амин хүчлийн мэдээллийн код болох ДНХ-ийн гурамсан нуклеотидыг кодонген гэнэ.

ДНХ дэх генетик мэдээллийг мРНХ өөрийн хэлнээ буулган авдаг учир мРНХ-ийн код мөн

ГЕНЕТИКИЙН КОД

нь ижил гурамсан нуклеотидээс тогтох бөгөөд түүнийг кодон гэдэг. Харин азотлог сууриуд 3, 3-аараа хоршин 1 амин хүчлийн код үүсгэнэ гэж үзвэл 4-ийн 3 зэрэг =64 кодон үүсэх боломжтой бөгөөд 20 амин хүчилд түлхүүр тааруулахад бүрэн хүрэлцээтэй гэж үздэг.

1961 онд М.Ниренберг, Г.Маттэй нар УУУУУ........гэх мэтчилэн дандаа урацилаас бүтсэн кодон бүхий мРНХ-ийн мэдээллээр уургийн молекулд дахин дахин фенилаланин залгагддаг болохыг тогтоосноор генетикийн кодыг тайлах ажил эхэлжээ.

ГЕНЕТИКИЙН КОД .....Улмаар эрдэмтэд кодон гурвалсан

нуклеотидээс тогтдог гэдгийг баталсанаар генетикийн кодыг тайлж унших болсон. Генетикийн кодыг унших ,ашиглах ,ажиллагааг хөнгөвчлөх зорилгоор хуучин хэвшил болсон хүснэгтийг өөрчилж, буудлагын бай маягийн дугуй хүснэгтэнд оруулав.

“Бай”ны голд кодоны эхний нуклеотидийг бичсэн тул голоос зах руу чиглэлд унших хэрэгтэй.

Ингэж уншихад тэр кодоноор уургийн молекулд ямар амин хүчил залгагдах ёстойг хүснэгтийн хамгийн гадна талын хүрээнээс хялбархан харж болно.

УДАМ ЗҮЙН КОДЫН БУУДЛАГЫН БАЙ ХҮСНЭГТ

ГЕНЕТИКИЙН КОД Аминхүчлүүдийг АЛА- аланин, АРГ-аргинин гэх мэт

товчилж бичсэний гадна УАА, УАГ, УГА гэсэн 3 янзын триплет нь ямарч амин хүчлийн код болдоггүй учир утгагүй триплет гэдэг.

Гэхдээ энэ 3 триплет нь уургийн нийлэгжил зогсохыг зааж байдаг. Нэг амин хүчил хэд хэдэн кодонтой байж болдог.

Бөөмийн ДНХ-ийн генетикийн код нь амьтай болгонд адилхан байдаг учир түүнийг универсаль код гэдэг

Мөн митохондорт ДНХ агуулагддаг ба түүний генетикийн код нь универсаль кодоос ялгаатай байна.

УУРГИЙН БИОНИЙЛЭГЖИЛТ

УУРГИЙН БИО НИЙЛЭГЖИЛТ

ДНХ өөртөө уургийн молекулын амин хүчлийн дараалалын мэдээлэл кодоныг агуулж байдаг боловч рибосом дээр уураг нийлэгжих процесст шууд оролцдоггүй.

Тэгэхлээр бөөмөнд байгаа ДНХ-ийн генетикийн мэдээллийг цитоплазмд зөөвөрлөх ямар нэгэн систем байх ёстой.

1961 онд Францын биохимич Жакоб, Моно нар ДНХ ба уургийн нийлэгжлийг хооронд нь холбож өгдөг завсрын холбоочны үүргийг өвөрмөц РНХ гүйцэтгэж байна гэсэн санааг дэвшүүлсэн ба энэ РНХ нь мРНХ буюу мэдээллийн РНХ гэж нэрлэжээ.

РИБОНУКЛЕЙН ХҮЧИЛ

Амьд эсийн дотор орших РНХ-ийн молекул дан гинжин хэлхээнээс тогтоно.

ДНХ-ээс ялгарах гол ялгаа нь дезоксирибозын оронд рибозыг, Тимины оронд Урацилыг агуулж байна.

РНХ нь үндсэн 3 хэлбэрээр оршдог бөгөөд бүгдээрээ уургийн нийлэгжилтэнд тодорхой үүрэгтэй оролцоно.

Бүх төрлийн РНХ нь ДНХ-д суурилан нийлэгждэг бөгөөд тэдгээрийн эсэд байгаа хэмжээ нь энэ эсэд үүсэж байгаа уургийн хэмжээтэй шууд хамааралтай.

МЭДЭЭЛЛИЙН – ИНФОРМАЦИОННАЯ РНХ

Мэдээллийн РНХ: мРНХ нь эс дэхь нийт РНХ-ийн 3-5%-г эзэлдэг ба ДНХ-д суурилан нийлэгжих ажиллагаа нь РНХ-полимераза ферментийн тусламжтай явагддаг. РНХ- полимераза нь нийлэгжин гарч ирэх мРНХ-ийн нуклеотидын дараалалд комплементар хослол үүсгэх зүй тогтолтой.

ДНХ дэхь генетикийн мэдээллийг м РНХ өөртөө буулган авч нийлэгжих буюу ДНХ-ийн мэдээлэл мРНХ-ийн хэлнээ хөврөн буух энэ ажиллагааг транскрипци гэнэ.

РИБОСОМЫН РНХ Шинээр нийлэгжих мРНХ-ийн урт нь нийлэгжих

ёстой полипептидийн хэлхээний урт богиноос хамаарна.

Хамгийн богинохон м РНХ 300 гаруй нуклеотидээс тогтоно.

Рибосомын РНХ: Эсийн РНХ-ийн 80 орчим %-г эзэлнэ.

Янз бүрийн хромсомд байрлах өвөрмөц генүүдийн хяналтанд нийлэгжинэ.

Эдгээр генүүд бөөмөнцөрийн хавьд байрладаг учир энэ бүсэд орших генүүдийг бөөмөнцөр үүсгэгч гэнэ. (эрхтэнцэрийг үүсгэдэг)

СИНТЕЗ БЕЛКА рРНК нь эсийн цитоплазмд орших бөгөөд энд

уургийн молекултай нэгдэж рибосомыг үүсгэдэг.

Энэ рибосом дээр уураг нийлэгжиж мРНХ-ийн дагуу амин хүчлийн тодорхой дараалал бүхий полипептид үүснэ.

Ингэж мРНХ-д байгаа код уургийн хэлнээ хөрвөн буух үйл ажиллагааг трансляци гэнэ.

Рибосомууд бүлэг болон өөр хоорондоо м РНХ-ийн дан утсан гинжээр холбогдоно. Ийм бүлэг рибосомыг полирибосом буюу полисом гэнэ.

ЗӨӨВРИЙН РНХ

Зөөврийн РНХ: эс дэхь нийт РНХ-ийн 15 %-г эзэлнэ. Энэ нь хамгийн богинохон нуклеотидын хэлхээнээс бүнэ. ( 70-80 )

Амин хүчил болгон өөрийн өвөрмөц з РНХ-тэй байх ба тэд нь цитоплазмд байгаа амин хүчлийг рибосом руу зөөвөрлөн авчирч нийлэгжиж байгаа уургийн молекулд залгаж өгдлөг байна.

Орчин үед 60 орчим зРНХ-г олж тогтоожээ. зРНХ-н молекул бүр бүгд ижил бүтэцтэй байх ба дундуураа нугаран 3 гогцоо үүсгэсэн полипептидийнхэлхээнээс тогтдог.

ТРАНСПОРТНАЯ РНХ Энэ нь 3 дэлбэнтэй навчны дүрсийг үүсгэдэг. Iгогцоонд дигидроурацил хоёр давтагдан

байрласан байх тул түүнийг DU гогцоо гэнэ. II гогцоо нь з РНХ-н задгай үзүүрийн эсрэг талд

орших бөгөөд энэ гогцоон дээр 3 чөлөөт нуклеотид байрладаг. Үүнийг антикодон гэнэ.

III гогцоог ТПС – гогцоо гэдэг. (Т-риботимидин,П-псевдоуридин)

Полинуклеотидийн хэлхээний 5 төгсгөлд дандаа гуанин байх бөгөөд 3 төгсгөл дээр ЦЦА гэсэн

хамжаа биш сондгой бүлэг оршино.

ЗӨӨВРИЙН РНХ

Энэ ЦЦА төгсгөлөөрөө зРНХ амин хүчилтэй нэгддэг.

Антикодоны триплет рибосом дээрх мРНХ-ийн кодоны триплеттэй хамжаа хослол зохицолтой байна.

Түүнээс гадна антикодоны триплетын нуклеотидын дараалал зРНХ-ийн рибосом руу зөөгдөх аминхүчилтэй яг таг тохирч байх ёстой.

Амин хүчил бүхэн өөрийн өвөрмөц зРНХ-тэй нэгдэх урвал нь аминоацил-рРНХ-синтетаз ферментийн нөлөөгөөр явагдана.

УУРГИЙН НИЙЛЭГЖИЛТ -ҮЕ ШАТУУД

зРНХ аминхүчлийг уургийн молекулд залгаж өгсөнийхээ дараа чөлөөлөгдөн цитоплазмдаа гардаг.

Вирусээс эхлээд сүүн тэжээлт амьтдад хийсэн янз бүрийн туршилт судалгаагаар уургийн нийлэгжилт нь транскрипци, трансляци гэсэн 2 үе шатаар явагддаг болохыг тогтоожээ.

ТРАНСКРИПЦИ

Транскрипци: ДНХ-ийн гинжин хэлхээний аль

нэгэн цистроны азотлог сууриудын дараалал мРНХ-д комплементар хослолыг үүсгэн хуулбарлагдахыг транскрипци гэнэ.

Өөрөөр хэлбэл энэ нь ДНХ дэх удмын мэдээлэл мРНХ-ийн хэлнээ хөрвөн буух үзэгдэл юм.

Үүний тул ДНХ-ийн хоймсон мушгиа утасны эрч нь харьж тэднийг хооронд нь холбож байгаа устөрөгчийн холбоо тасарч дан хэлхээг үүсгэнэ.

ТРАНСКРИПЦИ

Дан дандаа салсан ДНХ-ийн аль нэг утсанд суурилан мРНХ нийлэгжих бөгөөд чухам аль утасны хаанаас м РНХ үүсэх вэ? гэдгийг промотор хэмээх ДНХ-ийн өвөрмөц хэсэг зааж өгдөг.

Промоторт РНХ-полимераз нэгдэж тэр хэсгээс эхлэн ДНХ-ийн мушгианы эрч нь харьж задрах маягаар м РНХ нийлэгжиж эхлэнэ.

Эукариот эсийн транскрипцийн аппарат бөөмийн 3 янзын РНХ-полимеразтай байхаас гадна митохондрийн болон пластидын РНХ- полимеразтай байдаг.

МРНХ ҮҮСЭХ ЗАРЧИМ Чөлөөт рибонуклеозидүүд РНХ-полимеразын

үйлчилгээгээр өөр хоорондоо нэгдэн мРНХ-г үүсгэх бөгөөд ингэж үүсгэж байгаа м РНХ-ийн

азотлог сууриудын нуклеотидын дараалал нь ДНХ дэхь нуклеотидын дараалалтай хамжаа хослох зохицолтой байна.

ДНХ –ийн суурь РНХ-ийн суурь

А(аденин ) У (урацил)

Г( гуанин ) Ц (цитозин)

Т(тимин ) А (аденин )

Ц( цитозин) Г (гуанин )

Прокариот биесийн тухайд транскрипцийн дүнд шинээр нийлэгжсэн мРНХ нь трансляци шууд явуулах чадвартай.

Харин нь эукариот бие махбодийн мРНХ-д мэдээлэл хадгалагч хэсгээс (экзоноос) гадна мэдээлэл агуулдаггүй хэсэг (интрон) гэж бий. Иймд эукариот биесд транскрипцийн дараагаар процессинг гэсэн үе шатыг дамжин мРНХ боловсордог.

Үүний тулд код агуулдаг нуклеотидуудын завсарт орших код агуулдаггүй нуклеотидууд тайрагдаж, код агуулдаг нуклеотидууд хоорондоо залгагдана.

Энэ процессийг сплайсинг гэнэ. Мөн процессингийн явцад мРНХ-н 5 – төгсгөлийн эхний нуклеотидтэй гуаниныг агуулж байгаа трифосфонуклеозид холбогдож улмаар метилжин хувирдаг.

Үүнийг малгайт гэж нэрлэх ба энэ малгайгаар рибосомын жижиг хэсэг түүнийг таньж трансляци эхлүүлэх нөхцөл бүрддэг. Транскрипцийн төгсгөлд м РНХ-ийн 3-төгсгөл 100-200 орчим аденилийн хүчлийн дарааллааруртасдаг. мРНХ цитоплазмд гарсны дараа поли-А аажмаар богиносдог.

ТРАНСЛЯЦИ Трансляци: мРНХ-н молекулын азотлог сууриудын

триплетийн дараалал полипептидын хэлхээний амин хүчлүүдийн өвөрмөц дараалалд хөрвөн буух механизмыг трансляци гэнэ.

Энэ үйл ажиллагаа нь амино ацил-зРНХ- синтетаз, зРНХ,рибосом, рибосомтой холбоотой уургууд, өөр бусад уургуудаас бүтнэ. Уураг нийлэгжих үйл ажиллагаа нь рибосом дээр явагдана. Рибосом болгон том жижиг 2 хэсгээс тогтох бөгөөд түүний жижиг хэсгийн гадаргуу дээр мРНХ магнийн ионы тусламжтайгаар түр зуур холбогддог.

ГАРААНЫ КОДОН АУГ

мРНХ-н 5- төгсгөлд АУГ гэсэн кодон байх бөгөөд энэ нь пептидийн хэлхээний анхны амин хүчил метионин байхыг зааж байдаг.

Ийнхүү АУГ трансляци эхлүүлэх учир түүнийг гарааны кодон гэдэг. Трансляци эхлэхийн өмнө рибосомын том жижиг хэсэг нэгдээгүй байх ба метиониныг агуулсан өдөөгч мРНХ нь пептидийн хэлхээнд залгагдсан аминхүчлүүдийн байр болох П –үүрэнд орж анти кодон өөрөө гарааны кодонтой харилцан үйлчилцэнэ.

Үүний дараа рибосомын том ба жижиг хэсэг нийлж П ба А-үүрийг үүсгэнэ.

ТРАНСЛЯЦИЙНҮЕ ШАТУУД

Энэ үеийг инициацийн үе гэнэ. Өдөөлтийн үеийн төгсгөлөөр П-үүрэнд метиониныг зөөвөрлөгч амино ацил зРНХ, А үүрэнд гарааны кодоны дараах кодонтой дүйх хоёрдохь амин хүчлийг агуулсан зРНХ орж ирнэ.

Инициацийн үе нь өвөрмөц уургуудын тусламжтай явагдана. (IF-1,IF-2,IF-3).

Үүний дараа 2-р үе болох элонгацийн үе эхлэнэ. Энэ үед П ба А үүрэнд байгаа амин хүчлүүдийн хооронд пептидын холбоо үүсэхэд түрүүчийн амин хүчил өөрийн зРНХ-с салдаг.

ТРАНСЛЯЦИ

Амин хүчлээсээ салсан зРНХ цитоплазм руу шилжинэ.

Рибосом мРНХ-нутасны дагуу халган шилжиж, Дараагийн кодоныг зохих байрыг нь эзлүүлэхэд А үүрт байсан зРНХ, П үүрт орж ирэх ба түүний байрыг мРНХ-ийн кодонтой антикодон бүхий дарагийн зРНХ эзэлж авна.

Энэ нь цааш үргэлжлэн уртасан явагдана. мРНХ-н текстийг дараалалаар унших үйл

ажиллагаа ЗОГС гэсэн команд өгөх хүртэл явагдана.

ЗОГС КОМАНД Зогс командыг УАА,УАГ,УГА гэсэн триплетүүд өгөх

ба ингэснээр уургийн нийлэгжилт дуусна. Хэлхээний нийлэгжлийг дуусгахад 3-р үе болох

терминацийн хүчин зүйл гэгдэх RF-1,RF-2,RF-3 уургууд чухал үүрэгтэй.

АНХААРАЛ ТАВЬСАНД

БАЯРЛАЛАА