Дезоксирибонуклеин қышқылының секвенциясы, 9 сынып

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі

Қорқыт Ата атындағы Қызылорда университеті

БАЯНДАМА

Тақырыбы: ДНҚ секвенциясы: Сэнгер, Максам-Гилберт әдісі және мысалдары

Орындаған: Серікбай А

Қызылорда 2021

Мазмұны:

I.Кіріспе

II.Негізгі бөлім

2.1.ДНҚ құрылымы

2.2.ДНҚ секвенциялау тарихы

2.3.ДНҚ тізбегінің нуклеотидтер қатарын анықтаудың Сэнгер әдісі.

2.4. ДНҚ тізбегінің нуклеотидтер қатарын анықтаудың Максам-Гилберт әдісі.

III.Қорытынды

IV.Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

Кіріспе

Жасушалардың өз құрылымында жоғары тәртіпті сақтау қабілеті дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) түрінде сақталатын генетикалық ақпаратқа байланысты. Тұқым қуалайтын қасиеттердің берілуіндегі ДНҚ-ның рөлін ашу- қазіргі биологияның басты жетістіктерінің бірі.

Дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ)- тірі организмдердің дамуы мен қызмет етуінің генетикалық бағдарламасын сақтауды, ұрпақтан-ұрпаққа беруді және жүзеге асыруды қамтамасыз ететін макромолекула. ДНҚ молекуласы биологиялық ақпаратты нуклеотидтер тізбегінен тұратын генетикалық код түрінде сақтайды.ДНҚ-да әртүрлі РНҚ мен ақуыздардың құрылымы туралы ақпарат бар. Нуклеотидтердің ДНҚ тізбегіндегі орналасу тәртібін анықтау әдістерінің ішінде ДНҚ секвенциясын ерекше атап кету керек. ДНҚ секвенциясы (дезоксирибонуклеин қышқылы) - бұл молекулалық биология зертханаларында орындалатын процедура, ол қызығушылық тудыратын генетикалық материалдағы нуклеотидтердің ретін білуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, РНҚ реттілігі (рибонуклеин қышқылы) де анықталуы мүмкін. Бұл әдіс биологиялық ғылымдарды дамыту үшін қажет болды. Бұл медициналық диагностика және сот-медициналық сараптама сияқты білімнің басқа салаларына да қатысты. Бұрын ДНҚ тізбегін ретке келтіру баяу және құны қымбат болып саналды, себебі олигонуклеотидтердегі бірнеше базалық жұптарды анықтауға мүмкіндік беретін бірден-бір процесс болып табылады. Қазіргі уақытта ғылымның барлық жетістіктерімен ДНҚ-ны жүйелеу әлемдегі көптеген зертханаларда

2.1.ДНҚ құрылымы

ДНҚ-ны секвенциялау үшін қолданылатын әдістерді түсіну үшін молекуланың құрылымы мен құрамының кейбір негізгі аспектілерін білу қажет. ДНҚ-бұл бактериялардан бастап ірі су жануарларына дейінгі барлық тірі организмдерде кездесетін биомолекула.Митохондрия және хлоропласттар сияқты органеллалар ішінде сақина пішінді ДНҚ молекуласы бар. Тіпті кейбір вирустарда ДНҚ-ның генетикалық материалы табылды. Дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) – барлық тірі клеткалардың негізгі генетикалық материалы болып табылатын күрделі биополимер. ДНҚ-ның негізгі құрылымдық бірлігі – үш бөліктен құралған нуклеотид. Бірінші бөлігі – дезоксирибоза (бескөміртекті қант); екіншісі – пуриндік негіздер: 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 мол

2.2.ДНҚ секвенциялау тарихы

1950 жылдардың ортасында зерттеушілер Уотсон мен Крик ДНҚ құрылымын христологиялық әдістерді қолдана отырып сипаттады. Алайда, бұл зерттеушілердің ешқайсысы ДНҚ реттілігінің ашудың жолын таба алмады. Секвенирлеудің алғашқы тұжырымдамасын Сенгер 1977 жылы ұсынған. Технология "тізбекті бұзу әдісі"деп аталды. Сол жылы Максам мен Гилберт "химиялық деградация әдісі" деп аталатын балама әдісті ұсынды — ол белгілі бір реагенттердің әсерінен таңбаланған ДНҚ фрагментінің бір ұшына бөлінуіне негізделген. Нуклеотидтер тізбегін анықтау полиакриламидті гельдегі электрофорез әдісімен жүргізіледі, содан кейін авторадиография жасалады. Жаппай, сапалы және жылдам ретке келтіру қажеттілігі көптеген модификацияларды және осы әдістердің барлық түрлерін жақсартуға түрткі болды. Осы процестің барлық компоненттері белгілі бір дәрежеде өзгерді. Технологияның дамуындағы бетбұрыс ПТР пайда болуы (1980 ж. ортасы) және ДНҚ-ны "оқудың" негізгі кезеңдерін автоматтандыру болды, бұл келесі буын секвенирлеу әдістерін бастады. Жаңа буын әдістерінің платформалары ДНҚ-ны "оқу" процесінің параллелизациясына негізделген, сондықтан секвенатордың бір жұмысында геномның бірнеше бөлігінің бастапқы құрылымын анықтауға болад

2.3.ДНҚ тізбегінің нуклеотидтер қатарын анықтаудың Сэнгер әдісі.

Сэнгер әдісі - ДНҚ-ны ретке келтіру әдісі (нуклеотидтер тізбегін анықтау), сонымен қатар тізбекті бұзу әдісі ретінде де белгілі. Бұл жүйелеу әдісін алғаш рет 1977 жылы Фредерик Сангер ұсынған, ол үшін 1980 жылы химия саласындағы Нобель сыйлығына ие болған. Бұл әдіс 40 жыл бойы танымал болған.

Сэнгер әдісінің классикалық нұсқасында талданған ДНҚ тізбегінің бірі ДНҚ ферменті полимераза арқылы қосымша тізбекті синтездеу үшін шаблон ретінде әрекет етеді. Бір матрицамен реакция төрт түрлі түтікте жүзеге асырылады, олардың әрқайсысында: праймер — бұл кішкене бір ішекті ДНҚ молекуласы, оны кесу керек бөліктің басталуын толықтырады. Праймер қажет, өйткені ДНҚ полимеразалары тізбекті синтездеуді "бос орыннан" бастай алмайды, олар келесі нуклеотидті алдыңғы 3'гидроксил (OH) тобына қосады. Праймер ДНҚ синтезіндегі "тұқым" болып табылады; төрт стандартты…