Дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) - тірі организмдердегі генетикалық ақпараттың ұрпақтан-ұрпаққа берілуін, сақталуын, дамуы мен қызметін қамтамасыз етуіне жауапты нуклеин қышқылының екі түрінің бірі. ДНҚ-ның жасушадағы басты қызметі - ұзақ мерзімге РНҚ мен ақуызға қажетті ақпаратты сақтау.
ДНҚ-ның ерекшелiгi. Бiр организмнiң барлық жасушарындағы ДНҚ молекуласының құрамы, құрылымы бiрдей болады да, жасына, ортадағы жағдайына тәуелдi емес. ДНҚ молекуласының нуклеотидтiк құрамы, құрылымы, тiзбегiндегi нуклеотидтердiң реттелiп орналасуы организмнiң ерекше қасиетiн анықтайды. ДНҚ молекуласының полинуклеотид тiзбегiндегi нуклеотидтердiң ретi – ұрпақтан-ұрпаққа берiлетiн генетикалық мәлiмет.
Полинуклеотид тiзбегiндегi нуклеотидтердiң реттелiп орналасуы ДНҚ молекуласының бiрiншi реттiк құрылымы деп аталады. ДНҚ молекуласының екiншi реттiк құрылымын 1953 жылы Уотсон мен Крик анықтады. ДНҚ құрылымының анықталуы ХХ ғасырдағы биологияның ең маңызды жаңалығы деп саналады.
Уотсон мен Крик теориясы бойынша екi полинуклеотид тiзбегiнен құралған ДНҚ-ның молекуласы кеңiстiкте оң қос қабат спираль болып табылады. Қос қабат спиральдағы екi тiзбектiң жолдамасы – антипараллель, бiр тiзбектегi нуклеотидтер арасындағы байланыс 3'5'-бағыттағы қалдықтардан түзiледi, екiншi тiзбектегi нуклеотидтер арасындағы байланыс 5'3' бағыттағы қалдықтардан түзiледi.
Екi полинуклеотидтi тiзбек өзара бұранда сияқты жалғасып, азоттық негiз арқылы байланысады. Гидрофобты азоттық негiздер спиральдiң iшiне орналасқан, ал гидрофильдi пентозды-фосфорлы қалдықтар ДНҚ молекуласының сыртқы жағына қарай бағытталған. Спиральдiң бiр айналымына азоттық негiздiң 10 жұбы келедi. Спиральдiң диаметрi 2 нм болады.
Қос қабат спиральдегі азоттық негiздердің қабысуы өте ерекше. Бiр тiзбектегi аденинге – екiншi тiзбектегi тимин, ал гуанинге цитозин қарсы тұрады. Бұл – ДНҚ молекуласының құрылымының өте ерекше маңызды қасиетi. Спиральдағы азоттық негiздердiң осылай орналасуы ДНҚ тiзбегiндегi сәйкестiк-үйлесiмдiлiк (комплементарлық) деп аталады. Қос қабат спиральдi азоттық негiздердiң арасындағы сутектiк байланыс және гидрофобты әрекеттесулер бiрiктiрiп ұстап тұрады. Мұнда аденин мен тиминнiң арасында екi сутектiк байланыс түзiледi, ал гуанин мен цитозиннiң арасында үш сутектiк байланыс түзiледi .
Қосақтың әрқайсысында азоттық негiздердiң пентозды-фосфорлы керегесiмен қосатын гликозидтік байланыстарының арасындағы қашықтығы бiрдей – 1,085 нм.
ДНҚ-ның құрамы және құрылысы
Дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) – барлық тірі клеткалардың негізгі генетикалық материалы болып табылатын күрделі . ДНҚ-ның негізгі құрылымдық бірлігі – үш бөліктен құралған нуклеотид. Бірінші бөлігі – дезоксирибоза (бескөміртекті қант); екіншісі – пурин негіздері: аденин (А) менгуанин (Г) және пиримидиндік негіздер: тимин (Т) мен цитозин (Ц); үшіншісі – фосфор қышқылының қалдығы. Нуклеин қышқылдарында мономерлік қалдықтар (нуклеотидтер) өзара фосфодиэфирлік байланыспен байланысқан. ДНҚ барлық тірі организмдердің болашақ ұрпағының құрылысы, дамуы және жеке белгілері туралы биол. мәліметті сақтап, оларды жаңадан пайда болатын клеткаларға бұлжытпай «жазу» жүйесінің негізі болып табылады. 1940 жылдың аяғында америкалық биохимик Э.Чаргафф (1905 ж.т.) әр түрлі организмдердің ДНҚ молекуласына талдау жасап, оның құрамындағы А мен Т, Г мен Ц негіздерінің молярлық мөлшері тең екенін көрсетті (бұны Чаргафф ережесі деп атайды). 1952 ж. ағылшын биофизигі М.Уилкинс (1916 ж.т.) және т.б. ғалымдар рентгендік талдау арқылы ДНҚ молекуласы құрылымының спираль бойынша оң жақ оралымын (В – ДНҚ), ал 1979 ж. америкалық ғалым А.Рич (1929 ж.т.)молекула құрылымының сол жақ оралымын (Z – ДНҚ) ашты. Азотты негіздер спираль осіне перпендикуляр түрінде орналасады. ДНҚ-ның үш сатылы құрылымының кеңістіктік моделін алғаш рет 1953 ж. америкалық ғалым Д.Уотсон (1928 ж.т.) мен ағылшын биологы Ф.Крик (1916 ж.т.) жасады. Модель бойынша ДНҚ молекуласы қос тізбектен құрылған. Қос тізбек бір-бірімен азотты негіздер арасында пайда болатын сутекті байланыстар арқылы жалғасады. Бұл қос тізбекті негіздерге комплементарлық (ұқсас) принцип тән, яғни аденинге әдетте тимин, ал гуанинге цитозин сәйкес келеді. ДНҚ-ның бір-біріне қарама-қарсы бағытталған екі спиральді полинуклеотидті тізбегі бір осьті айнала оралып жатады. Уотсон мен Крик моделінің көмегімен ДНҚ-ның өздігінен екі еселену () қасиеті ашылды. Осы жаңалықтары үшін Уотсонға, Крикке және Уилкинске Нобель сыйлығы берілді (1962). Екі еселену кезінде комплементарлы орналасқан азотты негіздердің сутекті байланысы үзіліп, ДНҚ жіпшелері екіге ажырайды да, екі ұқсас спиральді ДНҚ тізбегі пайда болады. ДНҚ-ның екі еселенуінің мұндай процесі жартылай консервативтік деп аталады, себебі жаңа түзілген ДНҚ молекуласында бір тізбек бұрынғы болады да, екінші тізбек жаңадан түзіледі. Осының нәтижесінде организмнің барлық клеткаларындағы генетик. материал өзгеріссіз қалады. Бұл ғыл. жетістіктер тірі организмнің тұқым қуалаушылығы мен өзгергіштігін молек. деңгейде түсіндіруге жол ашты.
Зерттелу тарихы
ДНҚ-ны 1868 жылы швейцар физиологы, және биологы Иоган Фридрих Мишер атты ғалым ашқан. Іріңдеген жасушалар қалдықтарынан ғалым құрамына азот пен фосфор кіретін бейтаныс затты тауып алады. Алғашында бұл жаңа зат нуклеин деген атқа ие болады. Кейіннен Мишер бұл заттың қышқылдық қасиет көрсететінің байқайды. Осыдан кейін бұл жаңа затты нуклеин қышқылы деп атайтын болған. Алғашында бұл бейтаныс заттың биологиялық қызметі белгісіз болды, көп уақытқа дейін ДНҚ ағзадағы фосфордың қоймасы болып есептелінді. Оған қоса, XX ғасырдың басында ғалымдар ДНҚ-ның ақпаратты тасымалдай алмайтындығын айтқан, себебі олар ДНҚ-ның ақпаратты тасымалдау үшін құрылысы біртүрлі деп есептеді.
Уақыт өте келе генетикалық ақпаратты наруыздар емес дәл осы ДНҚ тасымалдайтындығын дәлелдеді. Бұл ашылудың ең бірінші дәлелі О. Эвери, Колина Мак-Леода и Маклин Мак-Картидің бактериялардың трансформациясы (1944 жыл) тәжірбиесі болды.
Тіпті XX ғасырдың 50 жылдарына дейін ДНҚ-ның нақты құрылысы мен ақпаратты ұрпаққа белілуінің әдісі белгісіз болды.
ДНҚ-ның қос спиральінің құрылымын 1953 жылы Фрэнсис Крик пен Джеймс Уотсон ұсынды. Олар модельді Морис Уилкисон мен Розалинд Франклиннің рентген құрылымды деректеріне және Чаргаффа ережелеріне сүйене отырып құрап шығарған.
РНҚ-ның ДНҚ-дан айырмашылығы
ДНҚ | Белгілер | РНҚ |
---|---|---|
2 | Жіпшелері | 1 |
Ядрода | Орналасуы | Ядро мен цитоплазмада |
ДНҚ-полимераза | Ферменті | РНК-полимераза |
А, Т, Г, Ц | Нуклеотидтері | А, У, Г, Ц |
Дезоксирибоза | Қанты | Рибоза |
Генетикалық ақпаратты сақтап зат алмасу процестерін қадағалау | Қызметі | Генетикалық ақпаратты тасымалдау және нәруыз биосинтезі |
РНҚ-ның ДНҚ-дан айырмашылығы Мұның құрамында көмірсулы кұрамдас бөлік ретінде - рибоза, ал азотты негіздер ретінде аденин, гуанин, урацил, цитозин болады (тимин болмайды). РНҚ молекуласының ДНҚ молекуласынан айырмашылығы - оның әрбір молекуласы бір желілі болып келеді. РНҚ жасушалардың ядросында емес, жасуша цитоплазмасында болады. Әрбір жасушада РНҚ-ның үш түрі бар, олар: ақпараттық (аРНҚ), рибосомалық (рРНҚ) және тасымал (тРНҚ) болып келеді
Дереккөздер
- Қазақ энциклопедиясы
- Биология: Жалпы білім беретін мектептің, 9-сыныбына арналған оқулық, 2-басылымы, өңделген/ М. Гильманов, А. Соловьева, Л. Әбшенова. - Алматы: Атамұра, 2009. ISBN 9965-34-927-4
уикипедия, wiki, кітап, кітаптар, кітапхана, мақала, оқу, жүктеу, тегін, тегін жүктеу, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, сурет, музыка, ән, фильм, кітап, ойын, ойындар, ұялы, андроид, iOS, apple, ұялы телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ДК, веб, компьютер
Dezoksiribonuklein kyshkyly DNҚ tiri organizmderdegi genetikalyk akparattyn urpaktan urpakka beriluin saktaluyn damuy men kyzmetin kamtamasyz etuine zhauapty nuklein kyshkylynyn eki tүrinin biri DNҚ nyn zhasushadagy basty kyzmeti uzak merzimge RNҚ men akuyzga kazhetti akparatty saktau DNҚ kos spirali DNҚ nyn ereksheligi Bir organizmnin barlyk zhasusharyndagy DNҚ molekulasynyn kuramy kurylymy birdej bolady da zhasyna ortadagy zhagdajyna tәueldi emes DNҚ molekulasynyn nukleotidtik kuramy kurylymy tizbegindegi nukleotidterdin rettelip ornalasuy organizmnin erekshe kasietin anyktajdy DNҚ molekulasynyn polinukleotid tizbegindegi nukleotidterdin reti urpaktan urpakka beriletin genetikalyk mәlimet Polinukleotid tizbegindegi nukleotidterdin rettelip ornalasuy DNҚ molekulasynyn birinshi rettik kurylymy dep atalady DNҚ molekulasynyn ekinshi rettik kurylymyn 1953 zhyly Uotson men Krik anyktady DNҚ kurylymynyn anyktaluy HH gasyrdagy biologiyanyn en manyzdy zhanalygy dep sanalady Uotson men Krik teoriyasy bojynsha eki polinukleotid tizbeginen kuralgan DNҚ nyn molekulasy kenistikte on kos kabat spiral bolyp tabylady Қos kabat spiraldagy eki tizbektin zholdamasy antiparallel bir tizbektegi nukleotidter arasyndagy bajlanys 3 5 bagyttagy kaldyktardan tүziledi ekinshi tizbektegi nukleotidter arasyndagy bajlanys 5 3 bagyttagy kaldyktardan tүziledi Eki polinukleotidti tizbek ozara buranda siyakty zhalgasyp azottyk negiz arkyly bajlanysady Gidrofobty azottyk negizder spiraldin ishine ornalaskan al gidrofildi pentozdy fosforly kaldyktar DNҚ molekulasynyn syrtky zhagyna karaj bagyttalgan Spiraldin bir ajnalymyna azottyk negizdin 10 zhuby keledi Spiraldin diametri 2 nm bolady Қos kabat spiraldegi azottyk negizderdin kabysuy ote erekshe Bir tizbektegi adeninge ekinshi tizbektegi timin al guaninge citozin karsy turady Bul DNҚ molekulasynyn kurylymynyn ote erekshe manyzdy kasieti Spiraldagy azottyk negizderdin osylaj ornalasuy DNҚ tizbegindegi sәjkestik үjlesimdilik komplementarlyk dep atalady Қos kabat spiraldi azottyk negizderdin arasyndagy sutektik bajlanys zhәne gidrofobty әrekettesuler biriktirip ustap turady Munda adenin men timinnin arasynda eki sutektik bajlanys tүziledi al guanin men citozinnin arasynda үsh sutektik bajlanys tүziledi Қosaktyn әrkajsysynda azottyk negizderdin pentozdy fosforly keregesimen kosatyn glikozidtik bajlanystarynyn arasyndagy kashyktygy birdej 1 085 nm DNҚ kesindisinin 3D modeli animaciyany koru үshin suretke basynyz DNҚ nyn kuramy zhәne kurylysyDezoksiribonuklein kyshkyly DNҚ barlyk tiri kletkalardyn negizgi genetikalyk materialy bolyp tabylatyn kүrdeli DNҚ nyn negizgi kurylymdyk birligi үsh bolikten kuralgan nukleotid Birinshi boligi dezoksiriboza beskomirtekti kant ekinshisi purin negizderi adenin A menguanin G zhәne pirimidindik negizder timin T men citozin C үshinshisi fosfor kyshkylynyn kaldygy Nuklein kyshkyldarynda monomerlik kaldyktar nukleotidter ozara fosfodiefirlik bajlanyspen bajlanyskan DNҚ barlyk tiri organizmderdin bolashak urpagynyn kurylysy damuy zhәne zheke belgileri turaly biol mәlimetti saktap olardy zhanadan pajda bolatyn kletkalarga bulzhytpaj zhazu zhүjesinin negizi bolyp tabylady 1940 zhyldyn ayagynda amerikalyk biohimik E Chargaff 1905 zh t әr tүrli organizmderdin DNҚ molekulasyna taldau zhasap onyn kuramyndagy A men T G men C negizderinin molyarlyk molsheri ten ekenin korsetti buny Chargaff erezhesi dep atajdy 1952 zh agylshyn biofizigi M Uilkins 1916 zh t zhәne t b galymdar rentgendik taldau arkyly DNҚ molekulasy kurylymynyn spiral bojynsha on zhak oralymyn V DNҚ al 1979 zh amerikalyk galym A Rich 1929 zh t molekula kurylymynyn sol zhak oralymyn Z DNҚ ashty Azotty negizder spiral osine perpendikulyar tүrinde ornalasady DNҚ nyn үsh satyly kurylymynyn kenistiktik modelin algash ret 1953 zh amerikalyk galym D Uotson 1928 zh t men agylshyn biology F Krik 1916 zh t zhasady Model bojynsha DNҚ molekulasy kos tizbekten kurylgan Қos tizbek bir birimen azotty negizder arasynda pajda bolatyn sutekti bajlanystar arkyly zhalgasady Bul kos tizbekti negizderge komplementarlyk uksas princip tәn yagni adeninge әdette timin al guaninge citozin sәjkes keledi DNҚ nyn bir birine karama karsy bagyttalgan eki spiraldi polinukleotidti tizbegi bir osti ajnala oralyp zhatady Uotson men Krik modelinin komegimen DNҚ nyn ozdiginen eki eselenu kasieti ashyldy Osy zhanalyktary үshin Uotsonga Krikke zhәne Uilkinske Nobel syjlygy berildi 1962 Eki eselenu kezinde komplementarly ornalaskan azotty negizderdin sutekti bajlanysy үzilip DNҚ zhipsheleri ekige azhyrajdy da eki uksas spiraldi DNҚ tizbegi pajda bolady DNҚ nyn eki eselenuinin mundaj procesi zhartylaj konservativtik dep atalady sebebi zhana tүzilgen DNҚ molekulasynda bir tizbek buryngy bolady da ekinshi tizbek zhanadan tүziledi Osynyn nәtizhesinde organizmnin barlyk kletkalaryndagy genetik material ozgerissiz kalady Bul gyl zhetistikter tiri organizmnin tukym kualaushylygy men ozgergishtigin molek dengejde tүsindiruge zhol ashty Zerttelu tarihyFrensis KrikDzhejms Uotson DNҚ ny 1868 zhyly shvejcar fiziology zhәne biology Iogan Fridrih Misher atty galym ashkan Irindegen zhasushalar kaldyktarynan galym kuramyna azot pen fosfor kiretin bejtanys zatty tauyp alady Algashynda bul zhana zat nuklein degen atka ie bolady Kejinnen Misher bul zattyn kyshkyldyk kasiet korsetetinin bajkajdy Osydan kejin bul zhana zatty nuklein kyshkyly dep atajtyn bolgan Algashynda bul bejtanys zattyn biologiyalyk kyzmeti belgisiz boldy kop uakytka dejin DNҚ agzadagy fosfordyn kojmasy bolyp eseptelindi Ogan kosa XX gasyrdyn basynda galymdar DNҚ nyn akparatty tasymaldaj almajtyndygyn ajtkan sebebi olar DNҚ nyn akparatty tasymaldau үshin kurylysy birtүrli dep eseptedi Uakyt ote kele genetikalyk akparatty naruyzdar emes dәl osy DNҚ tasymaldajtyndygyn dәleldedi Bul ashyludyn en birinshi dәleli O Everi Kolina Mak Leoda i Maklin Mak Kartidin bakteriyalardyn transformaciyasy 1944 zhyl tәzhirbiesi boldy Tipti XX gasyrdyn 50 zhyldaryna dejin DNҚ nyn nakty kurylysy men akparatty urpakka beliluinin әdisi belgisiz boldy DNҚ nyn kos spiralinin kurylymyn 1953 zhyly Frensis Krik pen Dzhejms Uotson usyndy Olar modeldi Moris Uilkison men Rozalind Franklinnin rentgen kurylymdy derekterine zhәne Chargaffa erezhelerine sүjene otyryp kurap shygargan RNҚ nyn DNҚ dan ajyrmashylygyDNҚ Belgiler RNҚ2 Zhipsheleri 1Yadroda Ornalasuy Yadro men citoplazmadaDNҚ polimeraza Fermenti RNK polimerazaA T G C Nukleotidteri A U G CDezoksiriboza Қanty RibozaGenetikalyk akparatty saktap zat almasu procesterin kadagalau Қyzmeti Genetikalyk akparatty tasymaldau zhәne nәruyz biosintezi RNҚ nyn DNҚ dan ajyrmashylygy Munyn kuramynda komirsuly kuramdas bolik retinde riboza al azotty negizder retinde adenin guanin uracil citozin bolady timin bolmajdy RNҚ molekulasynyn DNҚ molekulasynan ajyrmashylygy onyn әrbir molekulasy bir zhelili bolyp keledi RNҚ zhasushalardyn yadrosynda emes zhasusha citoplazmasynda bolady Әrbir zhasushada RNҚ nyn үsh tүri bar olar akparattyk aRNҚ ribosomalyk rRNҚ zhәne tasymal tRNҚ bolyp kelediDerekkozderҚazak enciklopediyasy Biologiya Zhalpy bilim beretin mekteptin 9 synybyna arnalgan okulyk 2 basylymy ondelgen M Gilmanov A Soloveva L Әbshenova Almaty Atamura 2009 ISBN 9965 34 927 4