Asosiy kontent
Biologiya
Prokariot organizmlarda genetik xilmaxillik
Prokariot organizmlar populyatsiyasida xilmaxillikni keltirib chiqaruvchi mexanizmlar. Transduksiya, transformatsiya, konyugatsiya, transpozon elementlar.
Asosiy tushunchalar:
- Transformatsiyada bakteriya hujayrasi muhitdagi (hujayra atrofidagi) DNKni oʻzlashtiradi.
- Transduksiyada virus ishtirokida DNK bir bakteriya hujayrasidan boshqa bakteriya hujayrasiga tasodifan oʻtkaziladi.
- Konyugatsiyada bakteriya hujayralaridagi teshikchalar (naychalar) orqali DNK tashilishi amalga oshadi.
- Transpozon elementlar yirik DNK boʻlaklari boʻlib, bir joydan ikkinchi joyga “koʻchib” yuradi. Ular bakteriyalarning antibiotikka rezistentlik yoki kasallik keltirib chiqarish (patogenlik) xususiyatlarini yuzaga chiqaradi.
Kirish
“Klon” soʻzini eshitganingizda qanday fikrga kelasiz? Ehtimol, Dolli qoʻylari yoki molekulyar biologiya laboratoriyalarida oʻtkaziladigan tajribalar koʻz oʻngingizga kelar. Lekin atrofdagi bakteriyalar – teridagi, ichak yoʻllaridagi, oshxona joʻmragi atrofida oʻsayotgan bakteriyalar ham har doim oʻz-oʻzini klonlaydi!
Bakteriyalar ikkiga boʻlinish orqali koʻpayadi. Ikkiga boʻlinish orqali klonlar yoki ona hujayra bilan genetik bir xil boʻlgan hujayralar hosil boʻladi. Hosil boʻlgan yangi “qiz” hujayra bilan ona hujayra genetik bir xil boʻlgani uchun ikkiga boʻlish orqali koʻpayishdan hech qanday genetik rekombinatsiya yoki genetik xilmaxillik yuzaga kelmaydi (tasodifiy mutatsiyalar bundan mustasno). Bu jinsiy koʻpayishga qarama-qarshi holat hisoblanadi.
Genetik xilmaxillik organizmlar yashab qolishining asosiy omili hisoblanadi, u tabiiy tanlanish orqali organizmlarning atrof-muhitdagi oʻzgarishlarga moslanishini taʼminlaydi. Bu bakteriya, shu bilan birga, oʻsimlik va hayvonlarga ham mos keladi. Prokariot organizmlarning quyidagi uchta usul orqali oʻzaro genlar almashinishi ajablanarli emas, albatta: konyugatsiya, transformatsiya va transduksiya.
Transformatsiya
Transformatsiya – bakteriya hujayrasining atrof-muhitdan DNK oʻzlashtirishi, bunda DNK asosan boshqa bakteriya hujayrasidan ajralgan boʻladi. Laboratoriyada DNK olimlar tomonidan tajribalari davomida kiritilishi mumkin (biotexnologiya maqolasi bilan tanishib chiqing).
Agar DNK plazmid deb ataladigan halqa DNK shakliga ega boʻlsa, plazmidni oʻzlashtirayotgan hujayra tomonidan uning nusxasi olinishi va keyingi nasllarga oʻtkazilishi mumkin.
Nega bunday boʻlishi muhim? Tasavvur qiling, zararsiz bakteriya patogen bakteriya (kasallik chaqiruvchi)ning toksik (zararli) genini oʻzlashtirdi. Agar oʻzlashtirayotgan hujayra shu yangi DNKni oʻz xromosomasiga kiritadigan boʻlsa (gomologik rekombinatsiya jarayoni orqali), bu hujayra ham patogenga aylanishi mumkin.
Transduksiya
Transduksiyada bakteriya hujayrasini zararlantirgan viruslar bakteriya xromosoma DNKsining kichik boʻlaklarini boshqa bakteriya hujayralariga “tasodifan” oʻtkazishi mumkin.
Ha, hattoki bakteriya ham virus bilan zararlanishi mumkin. Bakteriya hujayrasini zararlantiruvchi viruslar bakteriofag deb ataladi. Boshqa viruslar kabi, bakteriofaglar ham biologik hayotning qaroqchilari hisoblanadi – ular hujayra resurslarini oʻzlashtiradi va yanada koʻproq bakteriofag hosil qilish uchun sarflaydi.
Ammo bu jarayon biroz tartibsiz kechishi mumkin. Ayrim hollarda yangi bakteriya hosil boʻlayotganida xoʻjayin hujayraning DNK boʻlaklari shu bakteriofag tarkibiga qoʻshilib qolishi mumkin. Mana shu nuqsonli bakteriofaglardan biri boshqa hujayrani zararlantirganda, DNK molekulasini oʻzi bilan olib oʻtishi mumkin. Ayrim bakteriofaglar xoʻjayin hujayra DNKsini boʻlaklarga boʻlib yuboradi va DNK boʻlaklarini olib oʻtish ehtimolini oshiradistart superscript, 1, end superscript.
Bakteriyalardan tashqari, prokariot organizmlarning yana bir guruhi arxeylar boʻlib, ular bakteriofag tomonidan zararlantirilmaydi. Ammo ularning genetik maʼlumotini bir hujayradan boshqasiga olib oʻtuvchi maxsus viruslar mavjud.
Konyugatsiya
Konyugatsiya – DNKning bir bakteriya hujayrasidan boshqasiga oʻtkazilishi. Donor hujayra hujayra yuzasidagi kiprikchalar yordamida retsepiyent hujayraga yaqinlashganida, ular oʻrtasida DNK almashinishi yuz beradi. Koʻp hollarda DNK plazmid koʻrinishida oʻtkaziladi.
Donor hujayralar donorlik vazifasini bajaradi, chunki ularda fertillik faktori (yoki F faktor) deb ataluvchi DNK boʻlagi mavjud. Mana shu DNK boʻlagi jinsiy kiprikchalarni hosil qiluvchi oqsillarni kodlaydi. Bundan tashqari, unda konyugatsiya paytida DNK oʻtkazilishini boshlab beruvchi maxsus sayt ham mavjudsquared.
Agar konyugatsiya paytida F faktor oʻtkazilishi amalga oshsa, qabul qiluvchi (retsipiyent) hujayra kiprikcha hosil qiluvchi va boshqa hujayralarga ham DNK oʻtkazuvchi Fstart superscript, plus, end superscriptdonor hujayraga aylanadi. Shunga mos bitta analog: bu jarayon xuddi bir vampir boshqa odamni tishlash orqali qanday qilib uni vampirga aylantirishiga oʻxshaydi.
Transpozon elementlar
Bakteriya genetikasida transpozon elementlar ham muhim ahamiyatga egacubed. Bu DNK boʻlaklari genomning bir joyidan ikkinchisiga “koʻchib” yuradi. Ular oʻz-oʻzini kesishi va boshqa joyga oʻtkazishi yoki oʻzining yangi nusxalarini yangi nuqtalarga kiritishi mumkin. Transpozon elementlar faqatgina bakteriyalarda emas, koʻplab organizmlarda mavjud (siz va menda ham!).
Bakteriyadagi transpozon elementlar ayrim hollarda antibiotikka rezistentlik va patogenlik genlarini (bakteriyaning kasallik chaqiruvchi xususiyatga ega boʻlishiga olib keluvchi genlar) tashiydistart superscript, 4, comma, 5, comma, 6, end superscript. Shu transpozon elementlardan birortasi xromosomadan plazmidga koʻchib oʻtishi natijasida bakteriya tarkibidagi genlar transformatsiya yoki konyugatsiya orqali osongina boshqa bakteriya hujayralariga oʻtkazilishi mumkin. Bu genning populyatsiya boʻylab tezda tarqala olishini bildiradi.
Xulosa
Bakteriya koʻpayishi juda ham tez kechadi, uning ayrim turlarida yangi avlod hosil boʻlishi uchun bir necha daqiqa sarflanadi, xolos. Qisqa generatsiya vaqti (nasl qoldirish uchun sarflangan vaqt), tasodifiy mutatsiyalarning mavjudligi va biz maqolada tanishib chiqqan genetik rekombinatsiya usullari hisobiga bakteriya (va boshqa prokariotlar) shakllanishi juda ham tez kechadi.
Bu yaxshimi? Bu sizning dunyoqarashingizga bogʻliq. Jadal shakllanish bakteriya hujayrasining atrof-muhit sharoitlariga, masalan, antibiotiklar kiritilishiga nisbatan tez moslashishiga olib keladi. Bu bakteriyalar uchun yaxshi, ammo zararlanuvchi oʻzimiz boʻlganimizda bu biz uchun yomon!
Mavzu boʻyicha bilimingizni sinab koʻring
Muhokamaga qoʻshilmoqchimisiz?
Hozircha izohlar yoʻq.