11 сынып ЖМБ №28
ДӘІЖО___________
Қазақстан Республикасының
Білім және ғылым министрлігі
«»
КММ
(білім беру ұйымының
атауы)
Қысқа мерзімді (сабақ) жоспары
Дезоксирибонуклеин
қышқылының кездейсоқ мутациясы. Репликацияның, репарацияның,
рекомбинацияның генетикалық үдерістердің қателері. §32.
Дезоксирибонуклеин қышқылының кездейсоқ мутациясы. Репликацияның,
репарацияның, рекомбинацияның генетикалық үдерістердің
қателері
(Сабақ тақырыбы)
|
Бөлім: |
Тұқымқуалаушылық пен өзгергіштік заңдылықтары |
|
Педагогтің аты-жөні: |
|
|
Күні: |
|
|
Сыныбы: 11 «ә» ЖМБ |
Қатысушылар саны: Қатыспағандар саны: |
|
Сабақтың тақырыбы: |
Дезоксирибонуклеин қышқылының кездейсоқ мутациясы. Репликацияның, репарацияның, рекомбинацияның генетикалық үдерістердің қателері. §32. Дезоксирибонуклеин қышқылының кездейсоқ мутациясы. Репликацияның, репарацияның, рекомбинацияның генетикалық үдерістердің қателері. |
|
Оқу бағдарламасына сәйкес оқу мақсаты |
11.2.4.1 - мутациялардың дезоксирибонуклеин қышқылы репарациясы, дезоксирибонуклеин қышқылы рекомбинациясы, дезоксирибонуклеин қышқылы репликациясы арасындағы байланысын табу; |
|
Сабақтың мақсаты: |
мутациялардың дезоксирибонуклеин қышқылы репарациясы, дезоксирибонуклеин қышқылы рекомбинациясы, дезоксирибонуклеин қышқылы репликациясы арасындағы байланысын табады; |
Сабақтың барысы:
|
Сабақ кезеңі |
Мұғалімнің әрекеті |
Оқушының әрекеті |
Бағалау |
Ресурстар |
|
Сабақтың басы Бұрынғы білімін еске түсіру |
Оқушылармен амандасу, түгендеу, сынып тәртібін қадағалау. "Үш сұраққа бір жауап" әдісі Төмендегі үш сұраққа тек бір сөзбен жауап беріңіз. 1.Бағаналы жасушалардың басты қасиеті қандай? 2.Оларды медицинада қолданудың негізгі мақсаты не? 3.Этикалық тұрғыдан басты назар неге аударылады? |
Оқушылар амандасады, сынып тәртібін сақтайды. Оқушылар үй жұмысы бойынша өткен білімдерін еске түсіреді. Берілген тапсырманы орындайды. Жауап: Жаңару |
Дескриптор: - Сұрақтарға мағыналы және тақырыпқа сай бір жауап береді-1 балл; - Жауап практикада қолдану мен этикалық аспектілерді дұрыс қамтиды -1 балл; -Барлық сұрақтарды бір сөзбен жинақтап түсіндіре алады -1 балл; |
Интерактивті панель Презентация Биология 11-сынып, Автор: Е.А.Очкур, Ж.Ж.Құрманғалиева, М.А.Нуртаева. Алматы «Мектеп» баспасы 2020 ж |
|
Оқушылардың назарын аудару |
Бөлім бойынша Дәйек сөз немесе цитата: Франсуа Жакоб: "Тұқымқуалаушылық пен өзгергіштік – эволюцияның негізінде жатқан мәңгілік қозғалтқыштар." «Ой қозғау» әдісі "Үш тірек сөз" Төмендегі үш сұрақтың жауабын тек үш тірек сөзбен сипаттаңыз. 1.ДНҚ-ның кездейсоқ мутациясының мәні неде? 2.Репликация мен репарация қателіктерінің себебі қандай? 3.Рекомбинацияның қателері эволюция үшін неге маңызды? «Қызықты деректер» - Тақырыпқа байланысты қызықты фактілер, оқиғалар немесе нақты өмірден алынған мысалдар оқушылардың назарын аударуға көмектеседі және олардың материалды жақсырақ есте сақтауына ықпал етеді. Күн сайын мыңдаған ДНҚ қателері түзеледі: Адамның жасушаларында күн сайын 10,000-нан астам ДНҚ зақымдануы орын алады. Бірақ репарация механизмдері бұл қателіктерді дер кезінде түзетіп отырады. Жылдамдық: Адамның ДНҚ репликациясы минутына шамамен 50 нуклеотид жылдамдықпен жүреді. Бірақ осындай жылдамдықта да арнайы ферменттер қателіктердің санын өте төмен деңгейде ұстайды. |
Оқушының логикалық ойлау қабілеті дамиды. Өз ойын, ой-пікірлерін білдіреді. Берілген тапсырманы орындайды. Жауап: "Мутация, қателік, эволюция." |
Дескриптор: - Мутация ұғымын түсіндіреді – 1 балл. - Генетикалық үдерістердегі қателіктердің себебін анықтайды – 1 балл. - Эволюцияға әсерін талдайды – 1 балл. |
Интерактивті панель Презентация Биология 11-сынып, Автор: Е.А.Очкур, Ж.Ж.Құрманғалиева, М.А.Нуртаева. Алматы «Мектеп» баспасы 2020 ж https://www.youtube.com/watch?v=vl6Vlf2thvI |
|
Сабақтың мақсатын таныстыру |
11.2.4.1 - мутациялардың дезоксирибонуклеин қышқылы репарациясы, дезоксирибонуклеин қышқылы рекомбинациясы, дезоксирибонуклеин қышқылы репликациясы арасындағы байланысын табу; Оқу мақсаты бойынша Дәйек сөз немесе цитата: "Табиғаттағы әрбір молекула өз қателігін түзетуді және жаңа жолдармен дамуды үйретеді. ДНҚ репликациясы, репарациясы және рекомбинациясы – бұл өмірдің өзінен үйренетін тұрақтылық пен өзгерістердің сабақтастығы." – Генетика заңдылықтары. Кілт сөздер (жұп/топ бөлу үшін): Экзогендік мутация Эндогендік мутация Геном Спонтанды мутагенез Мутация Гетерозигота |
Жаңа сабақтың оқу мақсатын жазады. |
Кері байланыс: «Бас бармақ» әдісі арқылы бағаланады. «Керемет!» және т.б |
Интерактивті панель Презентация Биология 11-сынып, Автор: Е.А.Очкур, Ж.Ж.Құрманғалиева, М.А.Нуртаева. Алматы «Мектеп» баспасы 2020 ж |
|
Құндылық: «жасампаздық және жаңашылдық» |
Теориялық білім: ДНҚ мутациялары, репликация, репарация, рекомбинация процестері және олардың байланысы туралы терең түсінік қалыптасады. Практикалық дағдылар: Генетикалық процестердің қателіктерін анықтау және оларды сипаттау дағдылары. Функционалдық сауаттылық: Ғылыми терминологияны дұрыс қолдану және генетикалық ақпаратпен жұмыс жасау қабілеті. |
Сабақтың оқу мақсатымен байланысты басты құндылықтармен танысады. Ой қозғау жүзеге асады. |
Кері байланыс: «Бас бармақ» әдісі арқылы бағаланады. «Керемет!» және т.б |
Интерактивті панель Презентация Биология 11-сынып, Автор: Е.А.Очкур, Ж.Ж.Құрманғалиева, М.А.Нуртаева. Алматы «Мектеп» баспасы 2020 ж |
|
Сабақтың ортасы Жаңа тақырыпты таныстыру |
«Бейнетүсіндіру» әдісі. мұғалім жаңа сабақты бейне сурет, кесте арқылы түсіндіру. |
Оқушылар жаңа сабақ бойынша дайын кестені дәптерге түртіп жазады. Ой қозғау жүзеге асады. |
Кері байланыс: «Бас бармақ» әдісі арқылы бағаланады. «Керемет!» және т.б |
Интерактивті панель Презентация |
|
Оқушыларға бағыт бағдар беру |
«Проблемалық оқыту әдісі» Мақсаты: Оқушылардың нақты өмірлік жағдайларды шешуге қабілетін арттыру. Тапсырма: 1.Сұрақ: Егер репликация кезінде ДНҚ қателігі пайда болып, репарация оны түзетпесе, бұл қандай салдарға әкелуі мүмкін? 2.Сұрақ: Рекомбинация кезінде қате жіберілген жағдайда, ұрпақтың генетикалық ерекшелігіне қалай әсер етеді? 3.Сұрақ: Қалай ойлайсыз, репарация жүйесі болмаса, ағзаның тұрақтылығы сақтала ма? |
Жауабы: 1.Репликация кезіндегі қателіктер мутацияға, кейде қауіпті ауруларға (мысалы, қатерлі ісік) әкелуі мүмкін. 2.Рекомбинациядағы қателіктер генетикалық әртүрлілікті арттырып, кейде эволюциялық өзгерістерге негіз болады. 3.Репарация жүйесі болмаса, ДНҚ тұрақтылығы бұзылып, ағзада өміршеңдік төмендер еді. |
Дескриптор: -Репликация қателігі салдарын сипаттайды – 1 балл; - Рекомбинация қателігін түсіндіреді – 1 балл; - Репарацияның биологиялық маңызын түсіндіреді – 1 балл; |
Интерактивті панель Презентация Биология 11-сынып, Автор: Е.А.Очкур, Ж.Ж.Құрманғалиева, М.А.Нуртаева. Алматы «Мектеп» баспасы 2020 ж |
|
Практикалық тапсырмалар беру. |
«Деректермен жұмыс әдісі» Мақсаты: Графиктерді, диаграммаларды, карталарды, және басқа визуализация құралдарын талдау қабілетін дамыту. Тапсырма: Сізге генетикалық үдерістер туралы төмендегі мәліметтер беріледі. Деректерді талдай отырып, сұрақтарға жауап беріңіз: Берілген деректер: 1.Репликация барысында 1 миллион нуклеотидтің ішінде орта есеппен 1 қате пайда болады. 2.Репарация жүйесі бұл қателіктердің 99,9%-ын түзетеді. 3.Рекомбинация арқылы жаңа комбинациялардың 5%-ы тұрақты мутацияларға айналады. Сұрақтар: 1.Егер репликация кезінде түзетілмеген қателіктердің саны өссе, ағзаның генетикалық тұрақтылығына қандай қауіп төнуі мүмкін? 2.Репарация тиімділігі төмендесе, қандай салдар туындауы мүмкін? 3.Рекомбинациядағы тұрақты мутациялар эволюциялық процестерге қалай әсер етеді? |
Жауабы: 1.Түзетілмеген қателіктер санының өсуі генетикалық аурулардың пайда болуына және тіршілік қабілетінің төмендеуіне әкеледі. 2.Репарация тиімділігі төмендесе, бұл мутациялар санын арттырып, қатерлі ісік немесе генетикалық бұзылулардың көбеюіне себеп болады. 3.Тұрақты мутациялар табиғи сұрыпталу арқылы жаңа белгілерді қалыптастырып, эволюциялық процестерді жеделдетеді. |
Дескриптор: - Репликация қателіктерінің салдарын сипаттайды -1 балл; - Репарация тиімділігінің төмендеуінің салдарын анықтайды -1 балл; - Рекомбинация мутацияларының эволюцияға әсерін көрсетеді -1 балл; |
Интерактивті панель Презентация Биология 11-сынып, Автор: Е.А.Очкур, Ж.Ж.Құрманғалиева, М.А.Нуртаева. Алматы «Мектеп» баспасы 2020 ж |
|
Бағалау |
«STEM тәсілі» Мақсаты: Жаратылыстану ғылымдарын технологиямен, инженериямен және математиканы біріктіре отырып қолдану. Тапсырма: Мәселе: ДНҚ-дағы қателіктердің мутацияларға айналуын болдырмау үшін не істеуге болады? STEM тәсілін қолдана отырып, ұсыныс жасаңыз. Ғылым (Science): ДНҚ-ның тұрақтылығы үшін репарацияның рөлі қандай? Технология (Technology): Қателіктерді анықтау және түзету үшін қандай құралдарды қолдануға болады? Инженерия (Engineering): Репарация механизмін жақсарту үшін инженерлік шешім ұсыныңыз. Математика (Mathematics): Репарацияның 99,9% тиімділігі кезінде қателіктер санының қаншаға дейін азаятындығын есептеңіз (мысалы, 1000 қателік болған жағдайда). |
Жауабы: Ғылым: Репарация – ДНҚ-ның тұрақтылығын сақтап, мутацияларды болдырмауға көмектесетін негізгі процесс. Технология: ДНҚ қателіктерін анықтау үшін CRISPR технологиясын немесе арнайы микроскоптарды қолдануға болады. Инженерия: Жасушаға қосымша репарация ферменттерін енгізетін жасанды құрылғы немесе генетикалық модификация жасау. Математика: Егер 1000 қателік болса және репарация 99,9% тиімді болса: Қателік саны = 1000 × 0.001 =1 Нәтижесінде тек 1 қателік қалуы мүмкін. |
Дескриптор: Ғылыми негізді түсіндіреді – 1 балл; Технологиялық құралды анықтайды – 1 балл; Инженерлік шешім ұсынады – 1 балл; Қарапайым математикалық есептеуді орындайды – 1 балл; |
Интерактивті панель Презентация Биология 11-сынып, Автор: Е.А.Очкур, Ж.Ж.Құрманғалиева, М.А.Нуртаева. Алматы «Мектеп» баспасы 2020 ж |
|
Сабақтың соңы Кері байланыс беру |
"Генетикалық код" әдісі Оқушыларға сабақта меңгерген білімдерін қысқаша қорытындылау үшін үш негізгі "нуклеотид" жазуды ұсыныңыз. Әр нуклеотид сабақтың үш басты элементіне сәйкес келуі керек. 1.Репликация: Сабақта қандай жаңа білім алдыңыз? 2.Репарация: Қандай түсініксіз немесе қате ұғымды түзеткіңіз келеді? 3.Рекомбинация: Болашақта осы білімді қайда және қалай қолданасыз? |
Әр оқушы өз "генетикалық кодын" (үш қысқа жауап) жазып, сыныппен немесе топта бөліседі. Бұл әдіс арқылы оқушылар сабақтың негізгі мазмұнын қайталайды, өз білімдерін бағалайды және сабақтың практикалық маңызын түсінеді. Жауабы: Репликация: ДНҚ-ның қалай еселенетінін түсіндім. Репарация: Репарация ферменттерінің рөлі туралы түсінігімді нақтыладым. Рекомбинация: Бұл білімді биология олимпиадасында қолданамын. |
Кері байланыс: «Бас бармақ» әдісі арқылы бағаланады. «Керемет!» және т.б |
Интерактивті панель Презентация |
|
Білімді игеруді жақсарту және оны тәжірибеге көшіру |
Шығармашылық жұмыс. Тірек сызба §34.«Адам геномы» жобасы. Адамның геномдық ДНҚ-ін секвенирлеу. Жоба аясында жүргізілген зерттеулердің маңызы. |
Білім алушылар келесі тақырыптың тақырыбымен және тірек сызба сызады. Ой қозғау жүзеге асады. |
Кері байланыс: «Бас бармақ» әдісі арқылы бағаланады. «Керемет!» және т.б |
Биология 11-сынып, Автор: Е.А.Очкур, Ж.Ж.Құрманғалиева, М.А.Нуртаева. Алматы «Мектеп» баспасы 2020 ж |
ҚЫСҚА МЕРЗІМДІ ЖОСПАРҒА ҚОСЫМША
«Бейнетүсіндіру» әдісі. мұғалім жаңа сабақты бейне сурет, кесте арқылы түсіндіру.
|
Процесс |
Анықтамасы |
Қызметі |
Мутациялармен байланысы |
|
Репликация |
ДНҚ-ның екі еселенуі, нәтижесінде екі бірдей молекула пайда болады. |
Генетикалық ақпаратты жаңа жасушаларға дәлме-дәл беру. |
Репликация барысында қателіктер туындаса, олар мутацияларға алып келуі мүмкін. |
|
Репарация |
ДНҚ-ның зақымданған учаскелерін қалпына келтіру процесі. |
ДНҚ құрылымының тұрақтылығын сақтау, қателіктерді түзету. |
Репарация жүйесі қателіктерді түзете алмаса, мутациялар тұрақты болып қалуы мүмкін. |
|
Рекомбинация |
Әртүрлі ДНҚ молекулаларының учаскелерін алмастыру арқылы жаңа комбинацияларды түзу. |
Генетикалық әртүрлілікті қамтамасыз ету. |
Рекомбинация қателіктері жаңа мутациялардың және генетикалық әртүрліліктің көзі болуы мүмкін. |
Қосымша тапсырмалар
Оқушының аты-жөні: _____________________________________________сыныбы___________
Тапсырма-1.Терминдерге анықтама жазыңыз:
ДНҚ репарациясы __________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
ДНҚ репликациясы __________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
ДНҚ рекомбинациясы _______________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
Тапсырма-2.
Суреттен мутацияның түрлерін анықтап, ДНҚ репликациясымен байланысын табыңыз

Тапсырма-3.
Төмендегі салыстырмалы кестені «-» және «+» таңбасын қою арқылы белгілеңіз.
|
Қызметтері |
ДНҚ репарациясы |
ДНҚ рекомбинациясы |
ДНҚ репликациясы |
|
1 ДНҚ-ның екi еселену үдерісі |
|
|
|
|
2 әртүрлі ДНК молекулаларын, бөтен гендерін біріктіру |
|
|
|
|
3 жасушалық циклдың S-кезеңiнде жүредi |
|
|
|
|
4 ДНҚ молекуласының зақымдалған аймақтарының қалпына келу үдерісі |
|
|
|
|
5 түрлі генетикалық материалдарды қосу және клондау |
|
|
|
|
6 ДНҚ тізбегінен зақымдалған аймақтың кесіліп алынуы |
|
|
|
Дескриптор:
- тірек сөздерге анықтама жазады – 3 балл;
- мутацияның ДНҚ репликациясымен байланыстырады – 1 балл;
-ДНҚ репарациясы, рекомбинациясы және репликациясына тән қасиеттерді анықтайды – 6 балл;
Репликацияның молекулалық механизмдері. Репликация қателіктерін түзу.
ДНҚ молекуласының ең маңызды қасиеттерінін, бірі — оның өздігінен екі еселенуі (репликациялануы) болып саналады. ДНҚ репликациялануы салдарынан түкым қуалаушылық ақпарат ұрпақтан - ұрпаққа өзгеріссіз, тепе-тең мөлшерде беріліп, ұрпақтардың жалғасуы қамтамасыз етіледі. ДНҚ репликациясы жасуша циклының S — синтетикалық кезеңінде жүзеге асады.
ДНҚ молекуласының репликациялану қасиеті 1953ж. Дж. Уотсон және Ф.Криктің ДНҚ молекуласының құрылысының қос ширатпалы болатындығын анықтағаннан кейін белгілі болды.
Теория күйінде ДНҚ репликациясының 3 түрлі әдісі болжамдалған: 1) консервативті (тұрақты); 2) жартылай консервативті; 3) дисперсті. Көптеген тәжірибелер нәтижесінде ДНҚ молекуласының репликациялануы жартылай консервативті жолмен жүретіндігі дәлелденді. Оны алғашқылардың бірі болып 1958ж. М.Мезельсон және Ф.Сталь Доли қойы жасушасында байқаған.
Қазіргі таңда ДНҚ молекуласының сырт пішінінің 3 түрі белгілі: тұракты сақиналы (бактериофакторда); құбылмалы сакиналы (бактериофактарда); сызықты (прокариоттар және эукариоттарда). Осыған сәйкес ДНҚ молекуласынын жартылай консервативті репликациялануының 3 түрі белгілі: 1) тета репликация; 2) сигма репликация; 3) У-тәрізді репликация.
Кейбір прокариоттардың және барлық эукариоттардын ДНҚ молекуласы сызықша тәрізді болып келеді және олардың репликациялануы белгілі бір нүктеден, репликативтік ісінудін пайда болуынан басталып, хромосоманың қарама-карсы жағына карай бағытталады. Эукариоттардың ірі хромосомаларында бір мезгілде жүздеген репликациялык ісінулер пайда болады және олар бір — бірімен қосылып У-тәрізді аралык құрылым пайда етеді. Мүны У-тәрізді жартылай консервативті репликациялану деп атайды.
ДНҚ молекуласының негізгі бөлімінің репликациялануы.
ДНҚ репликациясының бірнеше ерекшеліктері белгілі:
а) ДНҚ молекуласының жаңа тізбепнін синтезделуіне кажет заттар - дезоксинуклеозидтрифосфаттар (дНТФ) болып табылады, ал ДНҚ құрамында дезоксинуклеозидмонофосфаттар (дНМФ) кездеседі. Сондықтанда ДНҚ тізбегіне жалғану алдында әрбір нуклеотидтен 2 фосфат қалдығы пирофосфат күйінде бөлініп шығады да тез арада фосфаттарға дейін гидролизденеді. Еркін дНТФ —> дНМФ қалдығы + пирофосфат дНТФ-ды құрылыс материалдары ретінде пайдаланудың энергетикалық себептері де бар. Нуклеотидтер арасындағы байланыстардың (фосфодиэфирлік) түзілуі үшін энергия қажет, ал энергия фосфаттараралық байланыстардың үзілуі нәтижесінде бөлінеді.
б) ДНҚ репликациясы матрицалық (қалыптық) үдеріс яғни ДНҚ-ның жаңа тізбегі аналык. ДНҚ молекуласының бір жіпшесі негізінде (матрица) комплиментарлық үстаныммен (принциппен) синтезделінеді, яғни 4 нуклеотидтен (дАТФ, дГТФ, дЦТФ, дТТФ) жаңа тізбекке тек аналық жіпшедегі нуклеотидке комплиментарлы (А<->Т; Г<^Ц) нуклеотид қана қосылады.
в) ДНҚ синтезі (репликациясы) симметриялы болады, яғни матрица қызметін аналық ДНҚ молекуласының екі тізбегі де атқара береді. Сондықтан оны жартылай консервативті деп те атайды. Себебі, жанадан синтезделген ДНҚ молекуласы жартылай жаңарған болады, яғни оның бір тізбегі ескі -аналық молекуладан алынған болса (матрица), екіншісі жаңадан синтезделген болады.
г) ДНҚ синтезі (жаңа тізбектің не оның бір бөлімінің синтезделуі) белгілі бір бағытта жүреді, яғни 51 үшынан З1 үшына карай жүреді.
д)ДНҚ репликациясы басталу, жүруі үшін, міндетті түрде аналық ДНҚ молекуласының қос ширатпасы бір бірінен ажырасуы қажет, тек осы жағдайда, яғни бір бірінен ажырасқан аналык. молекуланың жіпшелері матрица (кдлып) қызметін атқара алады.
Репликация тетіктері.
а) Репликация үдерісі 15-20 ақуыздардан түратын күрделі ферменттік жүйенің қатынасуымен жүзеге асады.
Эукариоттар хромосомаларьшда жоғарыда айтқанымыздай, бір мезгілде көптеген ферменттік кешендер қызмет етеді, яғни хромосомада ДНҚ репликациясының көптеген басталу (инициация) нүктелері болады және ДНҚ синтезі хромосоманың бас жағынан ұшына қарай баяу жүрмей, көптеген жерлерінде бір мезгілде жүзеге асады. Бұл репликация үзақтығын едәуір қысқартады.
б) репликацияның әр бір нүктесінде 2 ферменттік кешен жүмыс істейді: олар ДНҚ-ның инициация нүктесінен қарама-карсы бағыттарға қарай жүреді.
в) ДНҚ молекуласының тізбектері бір-біріне антипаралель болғандықтан және ДНҚ синтезі тек 51—»3' бағытында жүретіндіктен, репликативтік ашада аналық ДНҚ-ның бір тізбегі негізінде жаңа ДНҚ тізбегі үзіліссіз синтезделсе, екіншісі негізінде үзіліп-үзіліп синтезделінеді. Біріншісін лвдерлік тізбек, ал екіншісін артта қалушы (кешігуші) жіпше деп атайды .
Лидерлік тізбек негізінде синтезделген өте ұзын, ұзындығы көршілес екі инициация нүктелерінің ұзындығының жартысына, яғни 1.600.000 нуклеотидке тең, тізбек синтезделсе, артта кдпушы (кешігуші) тізбек негізінде қысқа 1500 нуклеотидтерден тұратын ДНҚ фрагменттері синтезделінеді. Оларды Оказаки фрагменттері деп атайды.
г) ДНҚ синтезі басталуы үшін міндетгі түрде 10-15 нуклеотидтерден тұратын «РНҚ-үйытем»-праймер қажет, себебі ДНҚ синтезін жүргізетін фермент ДНҚ - полимераза өз бетінше ДНҚ синтезін бастай алмайды.
ДНҚ репарациясы дегеніміз молекула құрамындағы қателіктердің, бұзылыстардың жөнделуі. Оның бірнеше түрлері белгілі:
а) фотореактивация немесе жарықгық репарация. Оны 1962 жылы К.Руперт ашқан. Ультракүлгін сәулелері ДНҚ молекуласына әсер етіп, овда тиминдік димерлер пайда етеді, яғни 2 көршілес тиминдер-адениндермен байланысын үзіп, өзара байланысады. Бұл кезде фотореактивтеуші ферменттер жарықтың (күн сәулесінің) әсерімен тиминдік димерлерді ыдыратып, ДНҚ молекуласын бүрынғы, қалыпты күйіне келтіреді .
Өсімдіктер мен бактерияларда тиминдік димерлер тікелей фоторепарация арқылы репарацияланады. Бұл жағдайда репарация ферменттері күн сәулесінің энергиясын пайдаланып, тиминдер арасындағы бүрыс байланысты үзеді. Сонымен қатар, бактерияларда тиминдік димерлер басқа да тетіктер (механизмдер) арқылы репарацияланады (жөнделеді):
-тиминдік димерлері бар бұзылған тізбектің фрагменті кесіледі және осы фрагмент жаңадан синтезделінеді.
Бұл кезде эксцинуклеаза ферменті (бактерияларда) бүзылған жерді танып, оның екі үшын (тиминдік димермен қоса) 12-13 нуклеотидтерге кеседі. Эукариотгарда тиминдік димер түзілген фрагмент репарациялық эндонуклеаза П-арқылы 51 үшынан кесіледі, содан кейін арнайы экзонуклеаза 100-ге жуық нуклеотидтерді бір-бірлеп алып тастайды. Содан кейін ресинтез жүзеге асады. Ресинтез, яғни жаңа синтез, ДНҚ-полимераза - арқылы жүзеге асады. Кейде осы репарациялық жүйенің кемістігі байқалады. Бұл кезде адамдардың тұқым қуалайтын ауруы—пигменттік ксеродерма дамиды, себебі терісі күн сәулесіне өте сезімтал адамдарда УК сәулелену (күнге күю; тиминдік димерлердің түзілуін арандатады. Сол сияқты, осы репарация жүйесінің қызметтік белсенділігінің азаюы - күні бұрын қартаю (синдром вялой кожи) синдромының дамуының да себебі болуы мүмкін. Бұл кезде ДНҚ-ның репарациялану жүйесінің қызметік белсенділігі айтарлықтай төмендейді, нәтижеде ДНҚ бұзылыстары баяу репарацияланады не мүлдем репарацияланады. Ал, бұл терінің босап, салбырап қалуына алып келеді.
б) эксцизиалық немесе қараңғылық репарацияны-ХХ ғасырдың 50 жылдары А.Геррен ашқан. Ол жарықтың қатынасынсыз жүреді және 4 сатыдан түрады:
1. Эндонуклеаза ферментері пайда болған димерлерді «тауып», оларды «танып» қияды;
2. Кесілген ДНҚ молекулаларының жіпшелерінің ұштарын экзонуклеаза ферменттері «танып» арасын алшақтатады да ығыстыр ып шығарады;
3. ДНҚ-полимераза ферменті кесіліп алынып тасталған нуклеотиттер орнына ДНҚ-ның үзілмеген екінші жіпшесі негізінде (матрица) комплиментарлық принциппен, қалыпты нуклеотидтерді синтездейді;
4. Лигаза ферменттері синтезделінген нуклеотидтер ji ДНҚ-ның кесілген жіпшесше жалғайды.
в) репликациядан кейінгі репарация. Егер де репарацияның бірінші не екінші жолдары арқылы ДНҚ молекуласындағы қателіктер репликация кезінде жөнделмесе, овда ол келесі репликациада матрица қызметін толық атқара алмайды. Сондықтан пайда болған қателіктер репликациядан кейін жөнделуі қажет. Мұны репликациядан кейінгі репарация деп атайды.
Мутацияның молекулалық негіздері. ДНК репарациясы.
Мутациялардың жіктелуі: -гендік мутациялар - ДНҚ молекуласының бір учаскесінде (ген) нуклеотидтер бірізділігінің өзгеруі (делеция, дупликация, миссенс, нонсенс, транскрипциялану рамкасының жылжуы, генетикалық импринганг);
-хромосомалық мутациялар - хромосомалардың құрылымының өзгерулері (делециялар, дупликациялар, инверсиялар, транслокациялар, робертсондық қайта құрылымдар, бір ата-аналық дисомиялар, изохромосомалар);
-геномдық мутациялар - хромосома санының өзгеруі (анеуплоидия, полиплоидия);
Гендік мутациялар деп —жай көзге көрінбейтін, тіпті микроскоп арқылы да көруге болмайтын ДНҚ молекуласының бір учаскесінде (ген) болатын өзгерістерді айтамыз. Адамдарда гендік мутациялардың бірнеше түрлері сипатталған:
-динамикалық мутациялар-қайталанатын үш нуклеотидтер экспансиясы;
-мажорлық мутациялар-кейбір популяцияларда жиі кездесетін мутациялар;
-миссенс мутациялар-кодонның өзгеруіне алып келетін мутациялар;
-бейтарап (үнсіз) мутациялар-фенотипті өзгертпейтін мутациялар;
-нонсенс мутациялар-мағыналы кодонның мағынасыз - стоп кодонға (кодон терминаторға) өзгеруіне алып келетін мутациялар;
-нольдік мутациялар-қызметтік маңызы бар ақуыздың синтезделуін болдырмайтын мутациялар;
-реттеуші мутациялар-геннің реттеуші бірізділіктерінің (промотор, оператор, энхансерлер т.б.) өзгеруіне, тиесілі геннің экспрессиясының бүзылуына алып келетін мутациялар;
-транскрипциялану рамкасының жылжуы типті мутациялар-ген транскрипциясының рамкасының жылжуына, яғни кодтаушы триплеттердің қалыпты оқылуының бүзылуына алып келетін мутациялар;
-нүктелі мутациялар-бір немесе екі көршілес нуклеотидтердің өзгеруі;
-сплайсингтің бүзылуы-интрондардың дәл кесілмеуі нәтижесінде пайда болатын мутация. Интрондардың бас жағында ГУ нуклеотидтері, ал аяқ жағында АГ нуклеотидтері орналасқан. Осы бірізділіктерді танып дәл кесетін ерекше РНҚ-лар-кіші (шағын] ядролық РНҚ-лардың болмауы не мутациялануы нәтижесінде ген ақпараты өзгереді.
Фенилкетонурия ауруы кезінде фенилаланин аминқышқылының тирозинге айналуын катализдейтін фенилаланинподроксилаза ферменті болмағандықтан қанда фенилаланин және оның аралық өнімі-фенилпирожүзім қышқылы (улы зат) көптеп жинақталады. Ал, тирозин аминқышқылының алмасуының бүзылуы мелониннің (альбинизм) және тироксиннің түзілуін бұзады (болдырмайды).
Хромосомалық мутацияларға олардың құрамында пайда болатын өзгерістерді жатқызады. Хромосомалық мутацияларды-хромосомаішілік және хромосомааралық деп 2 топқа бөледі.
Хромосомаішілік мутацияларға-делеция, дупликация, инверсиялар жатады, ал хромосомааралық мутацияларға-транслокация, робертсовдық қайта құрылымдарды жатқызады.
Делеция-дегеніміз хромосоманың бір учаскесінің түсіп қалуы.
Дупликациялар-хромосоманың бір учаскесінің екі рет қайталануы (екі еселенуі) болып табылады.
Делекциялар хромосомадағы гендер санының азаюына алып келсе, дупликациялар-керісінше гендер санының көбеюіне алып келеді. Қалай болғанда да бұл өзгерістердің екеуі де ағзаның тарихы қалыптасқан гендер балансын бұзады, ал бұл кей жағдайларда, тіршілікті болдырмайды (өлуге алып келеді), не түрліше патологияларға алып келеді.
Транслокациялар-гомологтық емес хромосомалардың учаскелерімен алмасуы, оның екі түрі белгілі: 1) реципрокты транслокация және реципрокты емес транслокация.
Реципрокты транслокация-гомологтық емес хромосомалар-дың өзара учаскелерімен алмасуы, ал реципрокты емес транслокация — хромосомалар-дың бір жақты учаскелерімен алмасуы, яғни бір хромосоманың учаскесінің екінші хромосомаға жалғануы. Егер реципрокты транслокация кезінде алмасатын учаскелер жойылмаса онда оны балансты транслокация деп атайды. Балансты транслокация, инверсия сияқты, патологиялық әсер етпеуі мүмкін, бірак күрделі кроссинговер және гаметогенез кезіндегі хромосома санының редукциялануы нәтижесінде балансты транслокацияға ие ағзаларда балансты емес гаметалар, яғни нуллисомиялы не дисомиялы гаметалар түзілуі мүмкін.
Инверсиялар-хромосоманың бір учаскесінің 180°-айналып қайта орналасуы. Оның екі түрі белгілі: перицентрикалық инверсия және парацентрикалық инверсия.
Перицентрикалық инверсия—хромосоманың екі иінін қамтып, центромера арқылы жүреді. Парацентрикалық инверсия-центромераға тиіспей, хромосоманың бір иінівде жүреді. Робертсондық қайта құрылымдар-екі акроцентрикалық хромосомалардың үзын иіндерінің транслокациясы (өзара қосылуы) нәтижесіңде бір метацентрикалық не субметацентрикалық хромосоманың түзілуі-центрикалық қосылу.
Геномдық мутациялар деп хромосома санының өзгеруін не еселеп эсуін айтамыз. Мутацияның бірінші түрі-анеуплоидия (2 пА1,2,3), ал екіншісі- полиплоидия (3 п, 4 п, 5 п т.с.с.) деп аталады.
ДНК рекомбинациясы. Нуклеин қышқылдарының орын алмасуы мен ауысуының молекулалық механизмдері.
Қозғалғыш генетикалық элементтер—автономдық генетикалық бірліктер, олардың нуклеотидтер бірізділігінде осы элементтерді ДНҚ-ның бір жерінен екінші жеріне ауысуын, орын алмастыруын, қамтамасыз ететін акуыздар туралы ақпарат болады. Геннің мұндай орын алмастыруын транспозиция деп атайды (оларды кейде секіруші гевдер деп те атайды). Транспозиция—орын алмастырушы (көшетін, секіретін) элементтің (ген) аяқ жағында орналасқан нуклеотидтер бірізділігімен арнайы ақуыз молекуласының әрекеттесуі нәтижесінде жүзеге асады. Ол екі кезең арқылы жүреді: 1) қозғалғыш элементтер (гендер) молекуласының аяқ жағындағы нуклеотидтер бірізділігі тізбектері ажырасқан ДНҚ-нысанамен қосылады; 2)қозғалғыш элемент (ген) репликацияланады, ал ДНҚ-нысана репликацияланбайды. Осылайша қозғалғыш элементтердің бір көшірмесі ДНҚ-нысана молекуласына жалғанады, ал екіншісі өз орнында қалып қояды.
Қозғалғыш элементтердің 2 түрі белгілі: 1) кішкентай инсерциялық бірізділіктер (iS) жөне 2) үлкен, ірі (мың нуклеотидтерден де көп) транспозондар (Тп).
Транспозондарда (Тп) транспозицияны қаматамасыз ететін гендермен қатар жасушаның маңызды қасиеттерін қалыптастыратын гендер де болады, мыс. Тп-3, оның өлшемі 4957 н.ж. және онда ампицилинге төзімділікті қалыптастыратын -лактамаза ферментін кодтайтын ген болады. Тп және iS-лардың негізгі қызметтері - өздерінің қыстырылып орналасқан жерлеріне жақын орналасқан гендердің экспрессиялануын реттеу, яғни кейбір гендердің экспрессиялануын активтендірсе, кейбіреулерін керісінше- активсіздендіреді. Сонымен қатар, олар ДНҚ-нысана молекуласын бірнеше бөлшектерге нақтылы, дәл кесу немесе қалпына келтіру қабілеттеріне де ие. Тп-дар инверсия немесе делеция типті мутациялардың пайда болуының себебі де болуы бактериологы Ф. Гриффитстің 1928 ж. пнев-мококк бактерияларында ашқан трансформация құбылысының маңызы зор. Пневмококк бактериялары сүтқоректілер өкпесінің қабынуын (пневмонияны) қоздырып өліміне себепші болады. Сондыктан, мұндай бактериялар патогенді немесе вирулентті болып есептелінеді. Себебі, олардың полисахаридті қабығының шырышты бөлігі даралардың иммундық жүйесінің фагоциттеріне қарсы антизаттар (у) бөліп шығарады. Вирулентті бактериялар қоректік ортада тегіс шоғыр (S = штамм) түзеді.
Шырышты қабығы жоқ вирулентті емес бактериялар мутация арқылы пайда болады. Олар қоректік ортада кедір-бұдыр колониялар (R = штамм) түзеді. Тыщқандарға осындай бактерияларды енгізсе, онда олар фагоцитоз нәтижесінде бактериялық клеткаларды жойып, тірі қалады. Бірақ вирулентті S-бактериялармен инъекцияланған тышқандар өкпесінің қабынуынан өледі, өйткені бұл бактериялардың сыртын өздері синтездейтін шырышты қабық жабады. Ал, алдын ала қыздыру арқылы өлтірілген S-бактериясымен (шырышты қабығынан айырылған) инъекцияланған тышқандар да тірі қалады.
Ф. Гриффитс тышқандарға пневмококтың R-штаммын және қыздыру арқылы капсуласынан айырылған S-штаммын бірге инъекциялады. Бұл арада, күткен нәтиженің— тышқандардың тірі қалуының орнына, олардың барлығы өліп қалды. Пневмониядан өлген тышқандардан шырыщты қабығы бар S-вирүлентті штамм бөлініп алынды. Демек, S-штамының вируленттік қасиетін анықтайтын зат R-штамына өтетіні анық болды. Осыдан келіп, Гриффитс вирулентті емес R-штамм вирулентті штамға ауыса (трансформациялана) алады деген қорытынды жасады. Құбылыстың өзі трансформация деп, ал бактерияның қасиетін өзгертетін зат трансформациялаушы фактор деп аталады.
Көп жылдар бойы трансформациялаушы фактор және оның субстанциясы жұмбақ болып келді. Тек 1944 ж. аме-рикан бактериологтары 0. Эвери, К. Мак-Леод және М. Мак-Карти трансформациялаушы фактор яғни тұқым қуалау қасиетін өзгерте алатын зат — ДНҚ екендігін атап көрсетті. Олар өсіп жатқан R-бактериялар себіндісіне (культурасына) S-штаммнан тазартылып алынған ДНҚ қо-сылса, кейбір R-бактериялар полисахаридті қабык, түзетінін байқады. Кейін Эвери және оның әріптестері трансформациялаушы фактор тек дезоксирибонуклеаза ферментінің әсерінен жойылатынын нақты деректе-рімен көрсетті, ал бұл ферменттің тек ДНҚ молекуласын ғана ажырататыны бұрыннан белгілі болатын.
Сонымен 0. Эвери өз қызметкерлерімен бірге бактериялардың жаңа қасиеті ДНҚ-ға байланысты, яғни, тірі организмде генетикалық информацияға ДНҚ жауапты деген қорытындыға келді. Бірақ олар ашқан жаңалықтың іргелі мән-мағынасы әртүрлі себептермен өз уакытында бағаланбады. Біріншіден, ДНҚ-ның химиялык, құрылымы айқын емес еді: ДНҚ — химиялық тұрғыдан жеткілікті түрде күрделі ұйымдастырылмаған қосылыс, сондықтан да ол өсімдіктер мен жануарлардың өсуіне қажет орасан көп информацияны өзіне сақтай алмайды, екіншіден, белоктың құрылысы өте күрделі, сондықтан да болар сол кезде гендер белоктан түрады деген пікір қалыптасқан еді. Ақырында, бактерия мен жоғары сатыдағы организмдердің генетикалық информациясының жалпы принциптері бірдей деп қаралмады. Осыған байланысты бактерияларда тұқым қуалайтын зат — ДНҚ, ал жануарлар мен өсімдіктерде басқа зат болар деген жорамал айтылды. Тұқым қуалауда ДНҚ-ның басты рөл атқаратынын 1952 ж. А. Херши мен М. Чейз бұлтартпай дәлелдеп берді. Олар тәжірибені Т2 бактериофагына жүргізді. Бұл вирус ДНҚ-дан және белок қабығынан тұрады. Фагтың белокты қабығы радиоактивті күкіртпен (S35), ал ДНҚ-сы радиоактивті фосформен (Р32) белгіленді. Бактерияны радиоактивті элементтермен белгіленген фагтармен жұқтырғанда фосфордың клеткаға енгені, ал күкірт оның сыртында қалғаны байқалды. Бактерия клеткаларында көпте-ген жаңа, пісіп жетілген фагтар пайда болды. Бұдан бактерияға фаг ДНҚ-сы өтеді, жаңадан түзілген фагтардың барлық қасиеттері ДНҚ-ның бақылауында бо-лады деген қорытынды жасауға болады.
Химиялық құрылысы жағынан РНҚ-ның ДНҚ-дан аздаған айырмашылығы болғанымен, мұндай вирустарда ол генетикалық материал ретінде пайдаланылады. Мұны 1955—1960 жылдары Г. Френкель Конрат және Г. Шрам темекі мозаикасы вирусында дәлелдеді.
Сонымен прокариоттардың басым көпшілігінде және барлық эукариоттарда генетикалық информацияның іске асуын ДНҚ, ал кейбір вирустарда РНҚ бақылайды деп қорытынды жасауға болады.
|
|
Үрдіс атауы |
сипаттамасы |
|
1 |
фотореактивация |
К.Руперт ашты |
|
2 |
ультракүлгін сәулелері әсерінен |
тиминдік димерлер пайда болады |
|
3 |
күн сәулесі әсерінен |
тиминдік димерлер арасындағы байланыс үзіледі |
|
4 |
эксцизикалық репарация |
А.Геррен ашты |
|
5 |
гендік мутацияның биологияи үшін маңызы |
табиғи сұрыпталу мен эволюция үшін материал болып табылатын гендердің жаңа аллельдері пайда болады |
|
6 |
гендік мутацияның медицина үшін маңызы |
бірнеше мыңдаған гендік аурулар сипатталды |
|
7 |
жалпы рекомбинация |
бұл үрдісті көбіне гомологты рекомбинация немесе кроссинговер деп атайды |
|
8 |
миссенс |
нәруыз құрамындағы аминқышқылы өзгереді |
|
9 |
нонсенс |
аминқышқылы үшін кодон орнына стоп –кодон пайда болады |
жүктеу мүмкіндігіне ие боласыз
Бұл материал сайт қолданушысы жариялаған. Материалдың ішінде жазылған барлық ақпаратқа жауапкершілікті жариялаған қолданушы жауап береді. Ұстаз тілегі тек ақпаратты таратуға қолдау көрсетеді. Егер материал сіздің авторлық құқығыңызды бұзған болса немесе басқа да себептермен сайттан өшіру керек деп ойласаңыз осында жазыңыз
§32. Дезоксирибонуклеин қышқылының кездейсоқ мутациясы. Репликацияның, репарацияның, рекомбинацияның генетикалық үдерістердің қателері
§32. Дезоксирибонуклеин қышқылының кездейсоқ мутациясы. Репликацияның, репарацияның, рекомбинацияның генетикалық үдерістердің қателері
11 сынып ЖМБ №28
ДӘІЖО___________
Қазақстан Республикасының
Білім және ғылым министрлігі
«»
КММ
(білім беру ұйымының
атауы)
Қысқа мерзімді (сабақ) жоспары
Дезоксирибонуклеин
қышқылының кездейсоқ мутациясы. Репликацияның, репарацияның,
рекомбинацияның генетикалық үдерістердің қателері. §32.
Дезоксирибонуклеин қышқылының кездейсоқ мутациясы. Репликацияның,
репарацияның, рекомбинацияның генетикалық үдерістердің
қателері
(Сабақ тақырыбы)
|
Бөлім: |
Тұқымқуалаушылық пен өзгергіштік заңдылықтары |
|
Педагогтің аты-жөні: |
|
|
Күні: |
|
|
Сыныбы: 11 «ә» ЖМБ |
Қатысушылар саны: Қатыспағандар саны: |
|
Сабақтың тақырыбы: |
Дезоксирибонуклеин қышқылының кездейсоқ мутациясы. Репликацияның, репарацияның, рекомбинацияның генетикалық үдерістердің қателері. §32. Дезоксирибонуклеин қышқылының кездейсоқ мутациясы. Репликацияның, репарацияның, рекомбинацияның генетикалық үдерістердің қателері. |
|
Оқу бағдарламасына сәйкес оқу мақсаты |
11.2.4.1 - мутациялардың дезоксирибонуклеин қышқылы репарациясы, дезоксирибонуклеин қышқылы рекомбинациясы, дезоксирибонуклеин қышқылы репликациясы арасындағы байланысын табу; |
|
Сабақтың мақсаты: |
мутациялардың дезоксирибонуклеин қышқылы репарациясы, дезоксирибонуклеин қышқылы рекомбинациясы, дезоксирибонуклеин қышқылы репликациясы арасындағы байланысын табады; |
Сабақтың барысы:
|
Сабақ кезеңі |
Мұғалімнің әрекеті |
Оқушының әрекеті |
Бағалау |
Ресурстар |
|
Сабақтың басы Бұрынғы білімін еске түсіру |
Оқушылармен амандасу, түгендеу, сынып тәртібін қадағалау. "Үш сұраққа бір жауап" әдісі Төмендегі үш сұраққа тек бір сөзбен жауап беріңіз. 1.Бағаналы жасушалардың басты қасиеті қандай? 2.Оларды медицинада қолданудың негізгі мақсаты не? 3.Этикалық тұрғыдан басты назар неге аударылады? |
Оқушылар амандасады, сынып тәртібін сақтайды. Оқушылар үй жұмысы бойынша өткен білімдерін еске түсіреді. Берілген тапсырманы орындайды. Жауап: Жаңару |
Дескриптор: - Сұрақтарға мағыналы және тақырыпқа сай бір жауап береді-1 балл; - Жауап практикада қолдану мен этикалық аспектілерді дұрыс қамтиды -1 балл; -Барлық сұрақтарды бір сөзбен жинақтап түсіндіре алады -1 балл; |
Интерактивті панель Презентация Биология 11-сынып, Автор: Е.А.Очкур, Ж.Ж.Құрманғалиева, М.А.Нуртаева. Алматы «Мектеп» баспасы 2020 ж |
|
Оқушылардың назарын аудару |
Бөлім бойынша Дәйек сөз немесе цитата: Франсуа Жакоб: "Тұқымқуалаушылық пен өзгергіштік – эволюцияның негізінде жатқан мәңгілік қозғалтқыштар." «Ой қозғау» әдісі "Үш тірек сөз" Төмендегі үш сұрақтың жауабын тек үш тірек сөзбен сипаттаңыз. 1.ДНҚ-ның кездейсоқ мутациясының мәні неде? 2.Репликация мен репарация қателіктерінің себебі қандай? 3.Рекомбинацияның қателері эволюция үшін неге маңызды? «Қызықты деректер» - Тақырыпқа байланысты қызықты фактілер, оқиғалар немесе нақты өмірден алынған мысалдар оқушылардың назарын аударуға көмектеседі және олардың материалды жақсырақ есте сақтауына ықпал етеді. Күн сайын мыңдаған ДНҚ қателері түзеледі: Адамның жасушаларында күн сайын 10,000-нан астам ДНҚ зақымдануы орын алады. Бірақ репарация механизмдері бұл қателіктерді дер кезінде түзетіп отырады. Жылдамдық: Адамның ДНҚ репликациясы минутына шамамен 50 нуклеотид жылдамдықпен жүреді. Бірақ осындай жылдамдықта да арнайы ферменттер қателіктердің санын өте төмен деңгейде ұстайды. |
Оқушының логикалық ойлау қабілеті дамиды. Өз ойын, ой-пікірлерін білдіреді. Берілген тапсырманы орындайды. Жауап: "Мутация, қателік, эволюция." |
Дескриптор: - Мутация ұғымын түсіндіреді – 1 балл. - Генетикалық үдерістердегі қателіктердің себебін анықтайды – 1 балл. - Эволюцияға әсерін талдайды – 1 балл. |
Интерактивті панель Презентация Биология 11-сынып, Автор: Е.А.Очкур, Ж.Ж.Құрманғалиева, М.А.Нуртаева. Алматы «Мектеп» баспасы 2020 ж https://www.youtube.com/watch?v=vl6Vlf2thvI |
|
Сабақтың мақсатын таныстыру |
11.2.4.1 - мутациялардың дезоксирибонуклеин қышқылы репарациясы, дезоксирибонуклеин қышқылы рекомбинациясы, дезоксирибонуклеин қышқылы репликациясы арасындағы байланысын табу; Оқу мақсаты бойынша Дәйек сөз немесе цитата: "Табиғаттағы әрбір молекула өз қателігін түзетуді және жаңа жолдармен дамуды үйретеді. ДНҚ репликациясы, репарациясы және рекомбинациясы – бұл өмірдің өзінен үйренетін тұрақтылық пен өзгерістердің сабақтастығы." – Генетика заңдылықтары. Кілт сөздер (жұп/топ бөлу үшін): Экзогендік мутация Эндогендік мутация Геном Спонтанды мутагенез Мутация Гетерозигота |
Жаңа сабақтың оқу мақсатын жазады. |
Кері байланыс: «Бас бармақ» әдісі арқылы бағаланады. «Керемет!» және т.б |
Интерактивті панель Презентация Биология 11-сынып, Автор: Е.А.Очкур, Ж.Ж.Құрманғалиева, М.А.Нуртаева. Алматы «Мектеп» баспасы 2020 ж |
|
Құндылық: «жасампаздық және жаңашылдық» |
Теориялық білім: ДНҚ мутациялары, репликация, репарация, рекомбинация процестері және олардың байланысы туралы терең түсінік қалыптасады. Практикалық дағдылар: Генетикалық процестердің қателіктерін анықтау және оларды сипаттау дағдылары. Функционалдық сауаттылық: Ғылыми терминологияны дұрыс қолдану және генетикалық ақпаратпен жұмыс жасау қабілеті. |
Сабақтың оқу мақсатымен байланысты басты құндылықтармен танысады. Ой қозғау жүзеге асады. |
Кері байланыс: «Бас бармақ» әдісі арқылы бағаланады. «Керемет!» және т.б |
Интерактивті панель Презентация Биология 11-сынып, Автор: Е.А.Очкур, Ж.Ж.Құрманғалиева, М.А.Нуртаева. Алматы «Мектеп» баспасы 2020 ж |
|
Сабақтың ортасы Жаңа тақырыпты таныстыру |
«Бейнетүсіндіру» әдісі. мұғалім жаңа сабақты бейне сурет, кесте арқылы түсіндіру. |
Оқушылар жаңа сабақ бойынша дайын кестені дәптерге түртіп жазады. Ой қозғау жүзеге асады. |
Кері байланыс: «Бас бармақ» әдісі арқылы бағаланады. «Керемет!» және т.б |
Интерактивті панель Презентация |
|
Оқушыларға бағыт бағдар беру |
«Проблемалық оқыту әдісі» Мақсаты: Оқушылардың нақты өмірлік жағдайларды шешуге қабілетін арттыру. Тапсырма: 1.Сұрақ: Егер репликация кезінде ДНҚ қателігі пайда болып, репарация оны түзетпесе, бұл қандай салдарға әкелуі мүмкін? 2.Сұрақ: Рекомбинация кезінде қате жіберілген жағдайда, ұрпақтың генетикалық ерекшелігіне қалай әсер етеді? 3.Сұрақ: Қалай ойлайсыз, репарация жүйесі болмаса, ағзаның тұрақтылығы сақтала ма? |
Жауабы: 1.Репликация кезіндегі қателіктер мутацияға, кейде қауіпті ауруларға (мысалы, қатерлі ісік) әкелуі мүмкін. 2.Рекомбинациядағы қателіктер генетикалық әртүрлілікті арттырып, кейде эволюциялық өзгерістерге негіз болады. 3.Репарация жүйесі болмаса, ДНҚ тұрақтылығы бұзылып, ағзада өміршеңдік төмендер еді. |
Дескриптор: -Репликация қателігі салдарын сипаттайды – 1 балл; - Рекомбинация қателігін түсіндіреді – 1 балл; - Репарацияның биологиялық маңызын түсіндіреді – 1 балл; |
Интерактивті панель Презентация Биология 11-сынып, Автор: Е.А.Очкур, Ж.Ж.Құрманғалиева, М.А.Нуртаева. Алматы «Мектеп» баспасы 2020 ж |
|
Практикалық тапсырмалар беру. |
«Деректермен жұмыс әдісі» Мақсаты: Графиктерді, диаграммаларды, карталарды, және басқа визуализация құралдарын талдау қабілетін дамыту. Тапсырма: Сізге генетикалық үдерістер туралы төмендегі мәліметтер беріледі. Деректерді талдай отырып, сұрақтарға жауап беріңіз: Берілген деректер: 1.Репликация барысында 1 миллион нуклеотидтің ішінде орта есеппен 1 қате пайда болады. 2.Репарация жүйесі бұл қателіктердің 99,9%-ын түзетеді. 3.Рекомбинация арқылы жаңа комбинациялардың 5%-ы тұрақты мутацияларға айналады. Сұрақтар: 1.Егер репликация кезінде түзетілмеген қателіктердің саны өссе, ағзаның генетикалық тұрақтылығына қандай қауіп төнуі мүмкін? 2.Репарация тиімділігі төмендесе, қандай салдар туындауы мүмкін? 3.Рекомбинациядағы тұрақты мутациялар эволюциялық процестерге қалай әсер етеді? |
Жауабы: 1.Түзетілмеген қателіктер санының өсуі генетикалық аурулардың пайда болуына және тіршілік қабілетінің төмендеуіне әкеледі. 2.Репарация тиімділігі төмендесе, бұл мутациялар санын арттырып, қатерлі ісік немесе генетикалық бұзылулардың көбеюіне себеп болады. 3.Тұрақты мутациялар табиғи сұрыпталу арқылы жаңа белгілерді қалыптастырып, эволюциялық процестерді жеделдетеді. |
Дескриптор: - Репликация қателіктерінің салдарын сипаттайды -1 балл; - Репарация тиімділігінің төмендеуінің салдарын анықтайды -1 балл; - Рекомбинация мутацияларының эволюцияға әсерін көрсетеді -1 балл; |
Интерактивті панель Презентация Биология 11-сынып, Автор: Е.А.Очкур, Ж.Ж.Құрманғалиева, М.А.Нуртаева. Алматы «Мектеп» баспасы 2020 ж |
|
Бағалау |
«STEM тәсілі» Мақсаты: Жаратылыстану ғылымдарын технологиямен, инженериямен және математиканы біріктіре отырып қолдану. Тапсырма: Мәселе: ДНҚ-дағы қателіктердің мутацияларға айналуын болдырмау үшін не істеуге болады? STEM тәсілін қолдана отырып, ұсыныс жасаңыз. Ғылым (Science): ДНҚ-ның тұрақтылығы үшін репарацияның рөлі қандай? Технология (Technology): Қателіктерді анықтау және түзету үшін қандай құралдарды қолдануға болады? Инженерия (Engineering): Репарация механизмін жақсарту үшін инженерлік шешім ұсыныңыз. Математика (Mathematics): Репарацияның 99,9% тиімділігі кезінде қателіктер санының қаншаға дейін азаятындығын есептеңіз (мысалы, 1000 қателік болған жағдайда). |
Жауабы: Ғылым: Репарация – ДНҚ-ның тұрақтылығын сақтап, мутацияларды болдырмауға көмектесетін негізгі процесс. Технология: ДНҚ қателіктерін анықтау үшін CRISPR технологиясын немесе арнайы микроскоптарды қолдануға болады. Инженерия: Жасушаға қосымша репарация ферменттерін енгізетін жасанды құрылғы немесе генетикалық модификация жасау. Математика: Егер 1000 қателік болса және репарация 99,9% тиімді болса: Қателік саны = 1000 × 0.001 =1 Нәтижесінде тек 1 қателік қалуы мүмкін. |
Дескриптор: Ғылыми негізді түсіндіреді – 1 балл; Технологиялық құралды анықтайды – 1 балл; Инженерлік шешім ұсынады – 1 балл; Қарапайым математикалық есептеуді орындайды – 1 балл; |
Интерактивті панель Презентация Биология 11-сынып, Автор: Е.А.Очкур, Ж.Ж.Құрманғалиева, М.А.Нуртаева. Алматы «Мектеп» баспасы 2020 ж |
|
Сабақтың соңы Кері байланыс беру |
"Генетикалық код" әдісі Оқушыларға сабақта меңгерген білімдерін қысқаша қорытындылау үшін үш негізгі "нуклеотид" жазуды ұсыныңыз. Әр нуклеотид сабақтың үш басты элементіне сәйкес келуі керек. 1.Репликация: Сабақта қандай жаңа білім алдыңыз? 2.Репарация: Қандай түсініксіз немесе қате ұғымды түзеткіңіз келеді? 3.Рекомбинация: Болашақта осы білімді қайда және қалай қолданасыз? |
Әр оқушы өз "генетикалық кодын" (үш қысқа жауап) жазып, сыныппен немесе топта бөліседі. Бұл әдіс арқылы оқушылар сабақтың негізгі мазмұнын қайталайды, өз білімдерін бағалайды және сабақтың практикалық маңызын түсінеді. Жауабы: Репликация: ДНҚ-ның қалай еселенетінін түсіндім. Репарация: Репарация ферменттерінің рөлі туралы түсінігімді нақтыладым. Рекомбинация: Бұл білімді биология олимпиадасында қолданамын. |
Кері байланыс: «Бас бармақ» әдісі арқылы бағаланады. «Керемет!» және т.б |
Интерактивті панель Презентация |
|
Білімді игеруді жақсарту және оны тәжірибеге көшіру |
Шығармашылық жұмыс. Тірек сызба §34.«Адам геномы» жобасы. Адамның геномдық ДНҚ-ін секвенирлеу. Жоба аясында жүргізілген зерттеулердің маңызы. |
Білім алушылар келесі тақырыптың тақырыбымен және тірек сызба сызады. Ой қозғау жүзеге асады. |
Кері байланыс: «Бас бармақ» әдісі арқылы бағаланады. «Керемет!» және т.б |
Биология 11-сынып, Автор: Е.А.Очкур, Ж.Ж.Құрманғалиева, М.А.Нуртаева. Алматы «Мектеп» баспасы 2020 ж |
ҚЫСҚА МЕРЗІМДІ ЖОСПАРҒА ҚОСЫМША
«Бейнетүсіндіру» әдісі. мұғалім жаңа сабақты бейне сурет, кесте арқылы түсіндіру.
|
Процесс |
Анықтамасы |
Қызметі |
Мутациялармен байланысы |
|
Репликация |
ДНҚ-ның екі еселенуі, нәтижесінде екі бірдей молекула пайда болады. |
Генетикалық ақпаратты жаңа жасушаларға дәлме-дәл беру. |
Репликация барысында қателіктер туындаса, олар мутацияларға алып келуі мүмкін. |
|
Репарация |
ДНҚ-ның зақымданған учаскелерін қалпына келтіру процесі. |
ДНҚ құрылымының тұрақтылығын сақтау, қателіктерді түзету. |
Репарация жүйесі қателіктерді түзете алмаса, мутациялар тұрақты болып қалуы мүмкін. |
|
Рекомбинация |
Әртүрлі ДНҚ молекулаларының учаскелерін алмастыру арқылы жаңа комбинацияларды түзу. |
Генетикалық әртүрлілікті қамтамасыз ету. |
Рекомбинация қателіктері жаңа мутациялардың және генетикалық әртүрліліктің көзі болуы мүмкін. |
Қосымша тапсырмалар
Оқушының аты-жөні: _____________________________________________сыныбы___________
Тапсырма-1.Терминдерге анықтама жазыңыз:
ДНҚ репарациясы __________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
ДНҚ репликациясы __________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
ДНҚ рекомбинациясы _______________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
Тапсырма-2.
Суреттен мутацияның түрлерін анықтап, ДНҚ репликациясымен байланысын табыңыз

Тапсырма-3.
Төмендегі салыстырмалы кестені «-» және «+» таңбасын қою арқылы белгілеңіз.
|
Қызметтері |
ДНҚ репарациясы |
ДНҚ рекомбинациясы |
ДНҚ репликациясы |
|
1 ДНҚ-ның екi еселену үдерісі |
|
|
|
|
2 әртүрлі ДНК молекулаларын, бөтен гендерін біріктіру |
|
|
|
|
3 жасушалық циклдың S-кезеңiнде жүредi |
|
|
|
|
4 ДНҚ молекуласының зақымдалған аймақтарының қалпына келу үдерісі |
|
|
|
|
5 түрлі генетикалық материалдарды қосу және клондау |
|
|
|
|
6 ДНҚ тізбегінен зақымдалған аймақтың кесіліп алынуы |
|
|
|
Дескриптор:
- тірек сөздерге анықтама жазады – 3 балл;
- мутацияның ДНҚ репликациясымен байланыстырады – 1 балл;
-ДНҚ репарациясы, рекомбинациясы және репликациясына тән қасиеттерді анықтайды – 6 балл;
Репликацияның молекулалық механизмдері. Репликация қателіктерін түзу.
ДНҚ молекуласының ең маңызды қасиеттерінін, бірі — оның өздігінен екі еселенуі (репликациялануы) болып саналады. ДНҚ репликациялануы салдарынан түкым қуалаушылық ақпарат ұрпақтан - ұрпаққа өзгеріссіз, тепе-тең мөлшерде беріліп, ұрпақтардың жалғасуы қамтамасыз етіледі. ДНҚ репликациясы жасуша циклының S — синтетикалық кезеңінде жүзеге асады.
ДНҚ молекуласының репликациялану қасиеті 1953ж. Дж. Уотсон және Ф.Криктің ДНҚ молекуласының құрылысының қос ширатпалы болатындығын анықтағаннан кейін белгілі болды.
Теория күйінде ДНҚ репликациясының 3 түрлі әдісі болжамдалған: 1) консервативті (тұрақты); 2) жартылай консервативті; 3) дисперсті. Көптеген тәжірибелер нәтижесінде ДНҚ молекуласының репликациялануы жартылай консервативті жолмен жүретіндігі дәлелденді. Оны алғашқылардың бірі болып 1958ж. М.Мезельсон және Ф.Сталь Доли қойы жасушасында байқаған.
Қазіргі таңда ДНҚ молекуласының сырт пішінінің 3 түрі белгілі: тұракты сақиналы (бактериофакторда); құбылмалы сакиналы (бактериофактарда); сызықты (прокариоттар және эукариоттарда). Осыған сәйкес ДНҚ молекуласынын жартылай консервативті репликациялануының 3 түрі белгілі: 1) тета репликация; 2) сигма репликация; 3) У-тәрізді репликация.
Кейбір прокариоттардың және барлық эукариоттардын ДНҚ молекуласы сызықша тәрізді болып келеді және олардың репликациялануы белгілі бір нүктеден, репликативтік ісінудін пайда болуынан басталып, хромосоманың қарама-карсы жағына карай бағытталады. Эукариоттардың ірі хромосомаларында бір мезгілде жүздеген репликациялык ісінулер пайда болады және олар бір — бірімен қосылып У-тәрізді аралык құрылым пайда етеді. Мүны У-тәрізді жартылай консервативті репликациялану деп атайды.
ДНҚ молекуласының негізгі бөлімінің репликациялануы.
ДНҚ репликациясының бірнеше ерекшеліктері белгілі:
а) ДНҚ молекуласының жаңа тізбепнін синтезделуіне кажет заттар - дезоксинуклеозидтрифосфаттар (дНТФ) болып табылады, ал ДНҚ құрамында дезоксинуклеозидмонофосфаттар (дНМФ) кездеседі. Сондықтанда ДНҚ тізбегіне жалғану алдында әрбір нуклеотидтен 2 фосфат қалдығы пирофосфат күйінде бөлініп шығады да тез арада фосфаттарға дейін гидролизденеді. Еркін дНТФ —> дНМФ қалдығы + пирофосфат дНТФ-ды құрылыс материалдары ретінде пайдаланудың энергетикалық себептері де бар. Нуклеотидтер арасындағы байланыстардың (фосфодиэфирлік) түзілуі үшін энергия қажет, ал энергия фосфаттараралық байланыстардың үзілуі нәтижесінде бөлінеді.
б) ДНҚ репликациясы матрицалық (қалыптық) үдеріс яғни ДНҚ-ның жаңа тізбегі аналык. ДНҚ молекуласының бір жіпшесі негізінде (матрица) комплиментарлық үстаныммен (принциппен) синтезделінеді, яғни 4 нуклеотидтен (дАТФ, дГТФ, дЦТФ, дТТФ) жаңа тізбекке тек аналық жіпшедегі нуклеотидке комплиментарлы (А<->Т; Г<^Ц) нуклеотид қана қосылады.
в) ДНҚ синтезі (репликациясы) симметриялы болады, яғни матрица қызметін аналық ДНҚ молекуласының екі тізбегі де атқара береді. Сондықтан оны жартылай консервативті деп те атайды. Себебі, жанадан синтезделген ДНҚ молекуласы жартылай жаңарған болады, яғни оның бір тізбегі ескі -аналық молекуладан алынған болса (матрица), екіншісі жаңадан синтезделген болады.
г) ДНҚ синтезі (жаңа тізбектің не оның бір бөлімінің синтезделуі) белгілі бір бағытта жүреді, яғни 51 үшынан З1 үшына карай жүреді.
д)ДНҚ репликациясы басталу, жүруі үшін, міндетті түрде аналық ДНҚ молекуласының қос ширатпасы бір бірінен ажырасуы қажет, тек осы жағдайда, яғни бір бірінен ажырасқан аналык. молекуланың жіпшелері матрица (кдлып) қызметін атқара алады.
Репликация тетіктері.
а) Репликация үдерісі 15-20 ақуыздардан түратын күрделі ферменттік жүйенің қатынасуымен жүзеге асады.
Эукариоттар хромосомаларьшда жоғарыда айтқанымыздай, бір мезгілде көптеген ферменттік кешендер қызмет етеді, яғни хромосомада ДНҚ репликациясының көптеген басталу (инициация) нүктелері болады және ДНҚ синтезі хромосоманың бас жағынан ұшына қарай баяу жүрмей, көптеген жерлерінде бір мезгілде жүзеге асады. Бұл репликация үзақтығын едәуір қысқартады.
б) репликацияның әр бір нүктесінде 2 ферменттік кешен жүмыс істейді: олар ДНҚ-ның инициация нүктесінен қарама-карсы бағыттарға қарай жүреді.
в) ДНҚ молекуласының тізбектері бір-біріне антипаралель болғандықтан және ДНҚ синтезі тек 51—»3' бағытында жүретіндіктен, репликативтік ашада аналық ДНҚ-ның бір тізбегі негізінде жаңа ДНҚ тізбегі үзіліссіз синтезделсе, екіншісі негізінде үзіліп-үзіліп синтезделінеді. Біріншісін лвдерлік тізбек, ал екіншісін артта қалушы (кешігуші) жіпше деп атайды .
Лидерлік тізбек негізінде синтезделген өте ұзын, ұзындығы көршілес екі инициация нүктелерінің ұзындығының жартысына, яғни 1.600.000 нуклеотидке тең, тізбек синтезделсе, артта кдпушы (кешігуші) тізбек негізінде қысқа 1500 нуклеотидтерден тұратын ДНҚ фрагменттері синтезделінеді. Оларды Оказаки фрагменттері деп атайды.
г) ДНҚ синтезі басталуы үшін міндетгі түрде 10-15 нуклеотидтерден тұратын «РНҚ-үйытем»-праймер қажет, себебі ДНҚ синтезін жүргізетін фермент ДНҚ - полимераза өз бетінше ДНҚ синтезін бастай алмайды.
ДНҚ репарациясы дегеніміз молекула құрамындағы қателіктердің, бұзылыстардың жөнделуі. Оның бірнеше түрлері белгілі:
а) фотореактивация немесе жарықгық репарация. Оны 1962 жылы К.Руперт ашқан. Ультракүлгін сәулелері ДНҚ молекуласына әсер етіп, овда тиминдік димерлер пайда етеді, яғни 2 көршілес тиминдер-адениндермен байланысын үзіп, өзара байланысады. Бұл кезде фотореактивтеуші ферменттер жарықтың (күн сәулесінің) әсерімен тиминдік димерлерді ыдыратып, ДНҚ молекуласын бүрынғы, қалыпты күйіне келтіреді .
Өсімдіктер мен бактерияларда тиминдік димерлер тікелей фоторепарация арқылы репарацияланады. Бұл жағдайда репарация ферменттері күн сәулесінің энергиясын пайдаланып, тиминдер арасындағы бүрыс байланысты үзеді. Сонымен қатар, бактерияларда тиминдік димерлер басқа да тетіктер (механизмдер) арқылы репарацияланады (жөнделеді):
-тиминдік димерлері бар бұзылған тізбектің фрагменті кесіледі және осы фрагмент жаңадан синтезделінеді.
Бұл кезде эксцинуклеаза ферменті (бактерияларда) бүзылған жерді танып, оның екі үшын (тиминдік димермен қоса) 12-13 нуклеотидтерге кеседі. Эукариотгарда тиминдік димер түзілген фрагмент репарациялық эндонуклеаза П-арқылы 51 үшынан кесіледі, содан кейін арнайы экзонуклеаза 100-ге жуық нуклеотидтерді бір-бірлеп алып тастайды. Содан кейін ресинтез жүзеге асады. Ресинтез, яғни жаңа синтез, ДНҚ-полимераза - арқылы жүзеге асады. Кейде осы репарациялық жүйенің кемістігі байқалады. Бұл кезде адамдардың тұқым қуалайтын ауруы—пигменттік ксеродерма дамиды, себебі терісі күн сәулесіне өте сезімтал адамдарда УК сәулелену (күнге күю; тиминдік димерлердің түзілуін арандатады. Сол сияқты, осы репарация жүйесінің қызметтік белсенділігінің азаюы - күні бұрын қартаю (синдром вялой кожи) синдромының дамуының да себебі болуы мүмкін. Бұл кезде ДНҚ-ның репарациялану жүйесінің қызметік белсенділігі айтарлықтай төмендейді, нәтижеде ДНҚ бұзылыстары баяу репарацияланады не мүлдем репарацияланады. Ал, бұл терінің босап, салбырап қалуына алып келеді.
б) эксцизиалық немесе қараңғылық репарацияны-ХХ ғасырдың 50 жылдары А.Геррен ашқан. Ол жарықтың қатынасынсыз жүреді және 4 сатыдан түрады:
1. Эндонуклеаза ферментері пайда болған димерлерді «тауып», оларды «танып» қияды;
2. Кесілген ДНҚ молекулаларының жіпшелерінің ұштарын экзонуклеаза ферменттері «танып» арасын алшақтатады да ығыстыр ып шығарады;
3. ДНҚ-полимераза ферменті кесіліп алынып тасталған нуклеотиттер орнына ДНҚ-ның үзілмеген екінші жіпшесі негізінде (матрица) комплиментарлық принциппен, қалыпты нуклеотидтерді синтездейді;
4. Лигаза ферменттері синтезделінген нуклеотидтер ji ДНҚ-ның кесілген жіпшесше жалғайды.
в) репликациядан кейінгі репарация. Егер де репарацияның бірінші не екінші жолдары арқылы ДНҚ молекуласындағы қателіктер репликация кезінде жөнделмесе, овда ол келесі репликациада матрица қызметін толық атқара алмайды. Сондықтан пайда болған қателіктер репликациядан кейін жөнделуі қажет. Мұны репликациядан кейінгі репарация деп атайды.
Мутацияның молекулалық негіздері. ДНК репарациясы.
Мутациялардың жіктелуі: -гендік мутациялар - ДНҚ молекуласының бір учаскесінде (ген) нуклеотидтер бірізділігінің өзгеруі (делеция, дупликация, миссенс, нонсенс, транскрипциялану рамкасының жылжуы, генетикалық импринганг);
-хромосомалық мутациялар - хромосомалардың құрылымының өзгерулері (делециялар, дупликациялар, инверсиялар, транслокациялар, робертсондық қайта құрылымдар, бір ата-аналық дисомиялар, изохромосомалар);
-геномдық мутациялар - хромосома санының өзгеруі (анеуплоидия, полиплоидия);
Гендік мутациялар деп —жай көзге көрінбейтін, тіпті микроскоп арқылы да көруге болмайтын ДНҚ молекуласының бір учаскесінде (ген) болатын өзгерістерді айтамыз. Адамдарда гендік мутациялардың бірнеше түрлері сипатталған:
-динамикалық мутациялар-қайталанатын үш нуклеотидтер экспансиясы;
-мажорлық мутациялар-кейбір популяцияларда жиі кездесетін мутациялар;
-миссенс мутациялар-кодонның өзгеруіне алып келетін мутациялар;
-бейтарап (үнсіз) мутациялар-фенотипті өзгертпейтін мутациялар;
-нонсенс мутациялар-мағыналы кодонның мағынасыз - стоп кодонға (кодон терминаторға) өзгеруіне алып келетін мутациялар;
-нольдік мутациялар-қызметтік маңызы бар ақуыздың синтезделуін болдырмайтын мутациялар;
-реттеуші мутациялар-геннің реттеуші бірізділіктерінің (промотор, оператор, энхансерлер т.б.) өзгеруіне, тиесілі геннің экспрессиясының бүзылуына алып келетін мутациялар;
-транскрипциялану рамкасының жылжуы типті мутациялар-ген транскрипциясының рамкасының жылжуына, яғни кодтаушы триплеттердің қалыпты оқылуының бүзылуына алып келетін мутациялар;
-нүктелі мутациялар-бір немесе екі көршілес нуклеотидтердің өзгеруі;
-сплайсингтің бүзылуы-интрондардың дәл кесілмеуі нәтижесінде пайда болатын мутация. Интрондардың бас жағында ГУ нуклеотидтері, ал аяқ жағында АГ нуклеотидтері орналасқан. Осы бірізділіктерді танып дәл кесетін ерекше РНҚ-лар-кіші (шағын] ядролық РНҚ-лардың болмауы не мутациялануы нәтижесінде ген ақпараты өзгереді.
Фенилкетонурия ауруы кезінде фенилаланин аминқышқылының тирозинге айналуын катализдейтін фенилаланинподроксилаза ферменті болмағандықтан қанда фенилаланин және оның аралық өнімі-фенилпирожүзім қышқылы (улы зат) көптеп жинақталады. Ал, тирозин аминқышқылының алмасуының бүзылуы мелониннің (альбинизм) және тироксиннің түзілуін бұзады (болдырмайды).
Хромосомалық мутацияларға олардың құрамында пайда болатын өзгерістерді жатқызады. Хромосомалық мутацияларды-хромосомаішілік және хромосомааралық деп 2 топқа бөледі.
Хромосомаішілік мутацияларға-делеция, дупликация, инверсиялар жатады, ал хромосомааралық мутацияларға-транслокация, робертсовдық қайта құрылымдарды жатқызады.
Делеция-дегеніміз хромосоманың бір учаскесінің түсіп қалуы.
Дупликациялар-хромосоманың бір учаскесінің екі рет қайталануы (екі еселенуі) болып табылады.
Делекциялар хромосомадағы гендер санының азаюына алып келсе, дупликациялар-керісінше гендер санының көбеюіне алып келеді. Қалай болғанда да бұл өзгерістердің екеуі де ағзаның тарихы қалыптасқан гендер балансын бұзады, ал бұл кей жағдайларда, тіршілікті болдырмайды (өлуге алып келеді), не түрліше патологияларға алып келеді.
Транслокациялар-гомологтық емес хромосомалардың учаскелерімен алмасуы, оның екі түрі белгілі: 1) реципрокты транслокация және реципрокты емес транслокация.
Реципрокты транслокация-гомологтық емес хромосомалар-дың өзара учаскелерімен алмасуы, ал реципрокты емес транслокация — хромосомалар-дың бір жақты учаскелерімен алмасуы, яғни бір хромосоманың учаскесінің екінші хромосомаға жалғануы. Егер реципрокты транслокация кезінде алмасатын учаскелер жойылмаса онда оны балансты транслокация деп атайды. Балансты транслокация, инверсия сияқты, патологиялық әсер етпеуі мүмкін, бірак күрделі кроссинговер және гаметогенез кезіндегі хромосома санының редукциялануы нәтижесінде балансты транслокацияға ие ағзаларда балансты емес гаметалар, яғни нуллисомиялы не дисомиялы гаметалар түзілуі мүмкін.
Инверсиялар-хромосоманың бір учаскесінің 180°-айналып қайта орналасуы. Оның екі түрі белгілі: перицентрикалық инверсия және парацентрикалық инверсия.
Перицентрикалық инверсия—хромосоманың екі иінін қамтып, центромера арқылы жүреді. Парацентрикалық инверсия-центромераға тиіспей, хромосоманың бір иінівде жүреді. Робертсондық қайта құрылымдар-екі акроцентрикалық хромосомалардың үзын иіндерінің транслокациясы (өзара қосылуы) нәтижесіңде бір метацентрикалық не субметацентрикалық хромосоманың түзілуі-центрикалық қосылу.
Геномдық мутациялар деп хромосома санының өзгеруін не еселеп эсуін айтамыз. Мутацияның бірінші түрі-анеуплоидия (2 пА1,2,3), ал екіншісі- полиплоидия (3 п, 4 п, 5 п т.с.с.) деп аталады.
ДНК рекомбинациясы. Нуклеин қышқылдарының орын алмасуы мен ауысуының молекулалық механизмдері.
Қозғалғыш генетикалық элементтер—автономдық генетикалық бірліктер, олардың нуклеотидтер бірізділігінде осы элементтерді ДНҚ-ның бір жерінен екінші жеріне ауысуын, орын алмастыруын, қамтамасыз ететін акуыздар туралы ақпарат болады. Геннің мұндай орын алмастыруын транспозиция деп атайды (оларды кейде секіруші гевдер деп те атайды). Транспозиция—орын алмастырушы (көшетін, секіретін) элементтің (ген) аяқ жағында орналасқан нуклеотидтер бірізділігімен арнайы ақуыз молекуласының әрекеттесуі нәтижесінде жүзеге асады. Ол екі кезең арқылы жүреді: 1) қозғалғыш элементтер (гендер) молекуласының аяқ жағындағы нуклеотидтер бірізділігі тізбектері ажырасқан ДНҚ-нысанамен қосылады; 2)қозғалғыш элемент (ген) репликацияланады, ал ДНҚ-нысана репликацияланбайды. Осылайша қозғалғыш элементтердің бір көшірмесі ДНҚ-нысана молекуласына жалғанады, ал екіншісі өз орнында қалып қояды.
Қозғалғыш элементтердің 2 түрі белгілі: 1) кішкентай инсерциялық бірізділіктер (iS) жөне 2) үлкен, ірі (мың нуклеотидтерден де көп) транспозондар (Тп).
Транспозондарда (Тп) транспозицияны қаматамасыз ететін гендермен қатар жасушаның маңызды қасиеттерін қалыптастыратын гендер де болады, мыс. Тп-3, оның өлшемі 4957 н.ж. және онда ампицилинге төзімділікті қалыптастыратын -лактамаза ферментін кодтайтын ген болады. Тп және iS-лардың негізгі қызметтері - өздерінің қыстырылып орналасқан жерлеріне жақын орналасқан гендердің экспрессиялануын реттеу, яғни кейбір гендердің экспрессиялануын активтендірсе, кейбіреулерін керісінше- активсіздендіреді. Сонымен қатар, олар ДНҚ-нысана молекуласын бірнеше бөлшектерге нақтылы, дәл кесу немесе қалпына келтіру қабілеттеріне де ие. Тп-дар инверсия немесе делеция типті мутациялардың пайда болуының себебі де болуы бактериологы Ф. Гриффитстің 1928 ж. пнев-мококк бактерияларында ашқан трансформация құбылысының маңызы зор. Пневмококк бактериялары сүтқоректілер өкпесінің қабынуын (пневмонияны) қоздырып өліміне себепші болады. Сондыктан, мұндай бактериялар патогенді немесе вирулентті болып есептелінеді. Себебі, олардың полисахаридті қабығының шырышты бөлігі даралардың иммундық жүйесінің фагоциттеріне қарсы антизаттар (у) бөліп шығарады. Вирулентті бактериялар қоректік ортада тегіс шоғыр (S = штамм) түзеді.
Шырышты қабығы жоқ вирулентті емес бактериялар мутация арқылы пайда болады. Олар қоректік ортада кедір-бұдыр колониялар (R = штамм) түзеді. Тыщқандарға осындай бактерияларды енгізсе, онда олар фагоцитоз нәтижесінде бактериялық клеткаларды жойып, тірі қалады. Бірақ вирулентті S-бактериялармен инъекцияланған тышқандар өкпесінің қабынуынан өледі, өйткені бұл бактериялардың сыртын өздері синтездейтін шырышты қабық жабады. Ал, алдын ала қыздыру арқылы өлтірілген S-бактериясымен (шырышты қабығынан айырылған) инъекцияланған тышқандар да тірі қалады.
Ф. Гриффитс тышқандарға пневмококтың R-штаммын және қыздыру арқылы капсуласынан айырылған S-штаммын бірге инъекциялады. Бұл арада, күткен нәтиженің— тышқандардың тірі қалуының орнына, олардың барлығы өліп қалды. Пневмониядан өлген тышқандардан шырыщты қабығы бар S-вирүлентті штамм бөлініп алынды. Демек, S-штамының вируленттік қасиетін анықтайтын зат R-штамына өтетіні анық болды. Осыдан келіп, Гриффитс вирулентті емес R-штамм вирулентті штамға ауыса (трансформациялана) алады деген қорытынды жасады. Құбылыстың өзі трансформация деп, ал бактерияның қасиетін өзгертетін зат трансформациялаушы фактор деп аталады.
Көп жылдар бойы трансформациялаушы фактор және оның субстанциясы жұмбақ болып келді. Тек 1944 ж. аме-рикан бактериологтары 0. Эвери, К. Мак-Леод және М. Мак-Карти трансформациялаушы фактор яғни тұқым қуалау қасиетін өзгерте алатын зат — ДНҚ екендігін атап көрсетті. Олар өсіп жатқан R-бактериялар себіндісіне (культурасына) S-штаммнан тазартылып алынған ДНҚ қо-сылса, кейбір R-бактериялар полисахаридті қабык, түзетінін байқады. Кейін Эвери және оның әріптестері трансформациялаушы фактор тек дезоксирибонуклеаза ферментінің әсерінен жойылатынын нақты деректе-рімен көрсетті, ал бұл ферменттің тек ДНҚ молекуласын ғана ажырататыны бұрыннан белгілі болатын.
Сонымен 0. Эвери өз қызметкерлерімен бірге бактериялардың жаңа қасиеті ДНҚ-ға байланысты, яғни, тірі организмде генетикалық информацияға ДНҚ жауапты деген қорытындыға келді. Бірақ олар ашқан жаңалықтың іргелі мән-мағынасы әртүрлі себептермен өз уакытында бағаланбады. Біріншіден, ДНҚ-ның химиялык, құрылымы айқын емес еді: ДНҚ — химиялық тұрғыдан жеткілікті түрде күрделі ұйымдастырылмаған қосылыс, сондықтан да ол өсімдіктер мен жануарлардың өсуіне қажет орасан көп информацияны өзіне сақтай алмайды, екіншіден, белоктың құрылысы өте күрделі, сондықтан да болар сол кезде гендер белоктан түрады деген пікір қалыптасқан еді. Ақырында, бактерия мен жоғары сатыдағы организмдердің генетикалық информациясының жалпы принциптері бірдей деп қаралмады. Осыған байланысты бактерияларда тұқым қуалайтын зат — ДНҚ, ал жануарлар мен өсімдіктерде басқа зат болар деген жорамал айтылды. Тұқым қуалауда ДНҚ-ның басты рөл атқаратынын 1952 ж. А. Херши мен М. Чейз бұлтартпай дәлелдеп берді. Олар тәжірибені Т2 бактериофагына жүргізді. Бұл вирус ДНҚ-дан және белок қабығынан тұрады. Фагтың белокты қабығы радиоактивті күкіртпен (S35), ал ДНҚ-сы радиоактивті фосформен (Р32) белгіленді. Бактерияны радиоактивті элементтермен белгіленген фагтармен жұқтырғанда фосфордың клеткаға енгені, ал күкірт оның сыртында қалғаны байқалды. Бактерия клеткаларында көпте-ген жаңа, пісіп жетілген фагтар пайда болды. Бұдан бактерияға фаг ДНҚ-сы өтеді, жаңадан түзілген фагтардың барлық қасиеттері ДНҚ-ның бақылауында бо-лады деген қорытынды жасауға болады.
Химиялық құрылысы жағынан РНҚ-ның ДНҚ-дан аздаған айырмашылығы болғанымен, мұндай вирустарда ол генетикалық материал ретінде пайдаланылады. Мұны 1955—1960 жылдары Г. Френкель Конрат және Г. Шрам темекі мозаикасы вирусында дәлелдеді.
Сонымен прокариоттардың басым көпшілігінде және барлық эукариоттарда генетикалық информацияның іске асуын ДНҚ, ал кейбір вирустарда РНҚ бақылайды деп қорытынды жасауға болады.
|
|
Үрдіс атауы |
сипаттамасы |
|
1 |
фотореактивация |
К.Руперт ашты |
|
2 |
ультракүлгін сәулелері әсерінен |
тиминдік димерлер пайда болады |
|
3 |
күн сәулесі әсерінен |
тиминдік димерлер арасындағы байланыс үзіледі |
|
4 |
эксцизикалық репарация |
А.Геррен ашты |
|
5 |
гендік мутацияның биологияи үшін маңызы |
табиғи сұрыпталу мен эволюция үшін материал болып табылатын гендердің жаңа аллельдері пайда болады |
|
6 |
гендік мутацияның медицина үшін маңызы |
бірнеше мыңдаған гендік аурулар сипатталды |
|
7 |
жалпы рекомбинация |
бұл үрдісті көбіне гомологты рекомбинация немесе кроссинговер деп атайды |
|
8 |
миссенс |
нәруыз құрамындағы аминқышқылы өзгереді |
|
9 |
нонсенс |
аминқышқылы үшін кодон орнына стоп –кодон пайда болады |
шағым қалдыра аласыз













