Изоферменттер генетикалық маркер ретінде туралы қазақша реферат
Соңғы жылдары селекцияның негізгі құралдарының біріне айналған генетикалық маркерлер организмнің тұқым қуалаушылық конституциясын бағалауда ерекше маңызды рөл атқарады. Генетикалық маркер деп геномдағы локализациясы белгілі генді айтады. Маркер-генді анықтау арқылы онымен тіркескен басқа гендер туралы да ақпарат алуға болады.
Генетикалық маркердің фенотиптік көрінісі
Іс жүзінде зерттеушілер маркер-геннің өзімен емес, оның айқын байқалатын сандық белгі ретінде көрінетін фенотиптік көрінісімен жұмыс істейді. Мұндай белгі сәйкес генді және сонымен тіркескен басқа гендерді анықтауға мүмкіндік беретін фактор ретінде қолданылады.
Белоктарды бөліп алу және идентификациялау
Белоктарды бөліп алу мен идентификациялаудың қазіргі заманғы әдістері (электрофорез, изоэлектрофокустау, иммуноэлектрофорез және т.б.) молекулалардың әртүрлілігі туралы нақты мәлімет алуға мүмкіндік береді. Бұл тәсілдер генотиптердің әртүрлілігі жайлы да ақпарат береді, себебі теориялық тұрғыдан алғанда кез келген полипептид оны кодтайтын геннің маркері бола алады.
Электрофорездің рөлі
Белок молекуласын зерттеудегі көптеген жетістіктер агар, крахмал және полиакриламид гельдерінде электрофорездеу арқылы алынған.
Гельдің қызметі
Белоктардың бөлінуі тұрақты электр тогының әсерінен гельдегі «молекулалық торда» жүреді. Белоктар полюстер арасында әртүрлі жылдамдықпен жылжиды.
Қозғалғыштық факторлары
Жылжу жылдамдығы молекулалық зарядқа және көлемге тәуелді. Бөлінуден кейін фиксациялау мен бояу жүргізіліп, жолақтар спектрі алынады.
Құрылымдық ақпарат алу тәсілдері
-
Суббөліктік құрам: электрофорезді денатурациялайтын ортада (мочевина, натрий додецилсульфаты) жүргізу арқылы анықталады.
-
Күрделі белок кешендері: нақтырақ ақпарат алу үшін екіөлшемді электрофорездеу қолданылады.
-
Идентификация: белоктар спектрдегі орны арқылы танылады; қозғалғыштық коэффициенті (Rf) немесе реттік нөмірімен белгіленеді.
-
Молекулалық масса: зерттелетін белоктың қозғалғыштығын эталон-белоктармен салыстыру арқылы бағаланады.
Иммунохимиялық талдау
Белоктардың иммунохимиялық анализі антиген мен антидененің спецификалық әрекеттесу реакцияларына негізделеді. Бұл әдіс әртүрлі белоктардың биологиялық гомологиясын анықтауға мүмкіндік береді.
Изоферменттер және полиморфизм
Электрофорез нәтижелері көптеген белоктардың, әсіресе ферменттердің, бірнеше формада кездесетінін көрсетті. Мұндай көпформалылық изоферменттер немесе изозимдер деп аталады. Сондай-ақ басқа белоктардың, соның ішінде дәннің қорлық белоктарының да көптеген варианттары анықталған.
Полиморфизм ұғымы
Полиморфизм термині алғаш рет 1940 жылы морфологиялық өзгергіштікті сипаттау үшін қолданылған. Қазіргі түсінікте полиморфизм — бір геннің аллельдік күйіне байланысты индивидуалдық өзгергіштік.
Изоферменттердің анықтамасы
Изоферменттер — бір түрдің дарабастарынан бөлініп алынған, генетикалық детерминацияланған ферменттердің молекулалық көпформалары. Олар бірдей субстратқа спецификалық болғанымен, бір-бірінен бірінші реттік құрылымы және физика-химиялық қасиеттері бойынша ерекшеленеді: электр өрісіндегі қозғалғыштығы, субстрат пен ингибиторларға туыстығы және температураға төзімділігі.
Пайда болу механизміне қарамастан, дәннің изоферменттік спектрі өсімдіктердің белгілі бір түріне, сортына және линиясына жоғары дәрежеде спецификалы болып келеді.
Изоферменттерді молекулалық маркерлер ретінде қолданудың артықшылықтары
Геннен белокқа дейінгі жол қысқа
Белоктар — гендік жүйенің алғашқы өнімдері. Геннен белокқа дейінгі жол геннен морфологиялық немесе физиологиялық белгіге дейінгі жолға қарағанда әлдеқайда қысқа. Сондықтан белоктық белгі фенотиптік өзгергіштікке салыстырмалы түрде азырақ ұшырайды.
Геном құрылымын сипаттай алады
Белок өзін кодтайтын геннің немесе гендік жүйенің (хромосома, геном) маркері бола алады. Осындай белок-маркерлер жиынтығы геном құрылымын және тұтас генотиптің спецификалығын көрсетуі мүмкін.
Кең геномдық қамту
Изоферменттерді көптеген гендер кодтайды; олар геномның әртүрлі гомеологиялық хромосомаларында орналасуы ықтимал.
Үлгі аз қажет, өнімділігі жоғары
Талдау үшін өсімдіктің аз ғана материалы жеткілікті және бір мезетте көптеген үлгіні қарастыруға болады.
Электрофорездің селекциядағы мүмкіндіктері
Электрофорез әдісі белоктарды көптеген гендер кластерлері кодтайтын көпкомпонентті жүйе ретінде ажыратуға, геннің аллелизмін анықтауға және әртүрлі популяциялардағы аллельдік құрамды бағалауға мүмкіндік береді.
Әдістің шектеулері және стандарттау қажеттілігі
Бірқатар ферменттердің изоферменттік спектрі температура, фотопериод, инфекция, сондай-ақ өсімдіктің қоректену жағдайы сияқты факторлардың әсерінен өзгеруі мүмкін. Сонымен бірге көптеген ферменттердің энзимограммалары органдық, ұлпалық және субклеткалық спецификалыққа ие.
Неге стандарттау керек?
Нәтижелердің салыстырмалылығын қамтамасыз ету үшін әдісті стандарттау қажет. Ең алдымен фермент бөлініп алынатын объектіні және фермент көзі ретінде пайдаланылатын ұлпаны таңдауда осы ерекшеліктер міндетті түрде ескерілуі тиіс.
Ең қолайлы объект: жетілген дән
Мұндай мақсат үшін ең қолайлы объект — жетілген дән. Тыныштық күйге өткен дәнде ферментативтік процестер жалғасады; оған негізінен оксидоредуктазалар мен гидролазалар қатысады. Бұл екі класс ферменттерінің басты қызметі — дәннің бастапқы өсу кезеңін қамтамасыз ету.