Ртүрлі организмдердің ДНҚ-ның нуклеотидттік құрамы, өзіне тәндік коэфициенті

ДНҚ құрылысының өзіндік ерекшелігін түсінуде алғашқы рет Э. Чаргафф ашқан азоттық негіздердің сандық мөлшерлер заңдылығының маңызы үлкен. ДНҚ құрамы азоттық негіздердің мөлшерлері бойынша әртүрлі организмдерден бөлінген ДНҚ-ларда бірдей болмайды, бірақта бір организмнен бөлінген ДНҚ –да организмнің даму барысына немесе тамақтануына, немесе сыртқы қоршаған ортаның өзгерісіне байланыссыз, сол күйде тұрақты болатындығы белгілі. Сонымен қатар, бір түрдің әртүрлі ұлпаларынан бөлінген ДНҚ-ның құрамының азоттық негіздерінің мөлшерлері тұрақты болатындығы анықталды. Алынған сандық қатынастар Чаргафф ережесі деп аталады. Тазартылған ДНҚ құрамын зертегенде төмендегідей қорытынды алынған:

1.Пуриіндердің молярлық үлесі пириминдердіне тең:

А + Г = Ц + Т немесе = 1

2.Аденин мен цитозиннің молшері гуанин мен тиминнің мөлшеріне тең

А + Ц = Г + Т немесе =1

3. Адениннің мөлшері тимнннің мөлшеріне, ал гуаниннің мөлшері цитозиннің млшеріне тең: А = Т және Г = Ц; өздеріне сәйкес

= 1; = 1

1. Түрдің сипаты ретінде(токсономиялық маңызды) өзіне тәндік коэффициент, ол төмендегі қатынаспен анықталады

Бұл қатынас (Г + Ц) молярлық процентімен, немесе ГЦ-жұбының проценттік мөлшерімен есептеледі. Жануарлар және көптеген өсімдіктерде бұл коэффициент 1-ден төмен (0,54 - 0,94) ал микроорганизмдерде кең аймақта өзгеріп отырады (0,45 -№ 2,57-ке дейін).

А.Н.Белозерский және оның шәкірттері алған ғылыми материалдар табиғатта ДНҚ АТ-типі (желілілер мен омыртқасыз жануарлар, жоғарғы өсімдіктер, ашытқы организмдер) және ДНҚ ГЦ-типі (ашытқысыз саңырауқұлақтар, актиномицеттер, кейбір бактериялар мен вирустар) болатындығын айтқан

Өзіндік ерекшелік тек ғана Г + Ц салыстырмалы мөлшерімен емес, 6-метиламинопурин (МАП) және 5-метилцитозин (МЦ) мөлшерімен анықталады. МЦ әртүрлі бактерияларда кеңінен таралған, ДНҚ оның мөлшері 0,06 –дан 0,65 %. дейін мөлшерде ауытқып отырған.Жануарлар ДНҚ –да МЦ мөлшері 1,3—2,0%, ал омыртқасыздарда одан төмен. Жоғарғы сатыдағы өсімдіктерде МЦ мөлшері жоғары, кейде 5—7% -дейін жетеді. Балдырларда бұл минорлық негіздердің мөлшері микроорганизмдердегей МАП (0,10 - 0,60%) және 1,0—3,5% МЦ.

Бұл көрсеткіштер түрлерді классификация жасауда өте маңызды. Бірақта, әр түрге сәйкес болатын ДНҚ анықтау үшін оның бірінші реттік құрылысын анықтау қажет. Жануарлар ДНҚ-ның тізбегінде МЦ негізінен пурин — МЦ — пурин қатарында ораласса, керісінше мұндай қатарлар бактеияларда болмайды. Е. coli МАП пиримидин — МАП — пиримидин және пиримидин — МАП — пурин триплеттер құрамында кездескен. Бұл жерде өзіндік ерекшелік коэффициенті (яғни, Г + Ц % үлесі) негізгі түрді сипаттайтын көрсеткіш емес, ол өте алыс түрлерде бір-біріне сәйкес болуы мүмкін.

РНҚ- ның нуклеотидтік құрамы Чаргафф ережесіне бағынбайды. (Г + Ц)/(А + У) қатынасы РНҚ кең шамаларға өзгеріп отырады, әсіресе насекомдарда 0,7- 1,4 араларында болады.(Г+Ц мөлшері насекомдардың ертедегі отрядтарында жоғары, А + У мөлшері кейін шыққан эволюциялық формаларда жоғары болған).Сондықтан балықтарда (Г + Ц)/(А + У) қатынасы 1,17 - 1,56 аралығында болған.

Молекулалық деңгейдегі эволюциялық процессті зерттеуде ДНҚ гибридизациясының көмегімен әртүрлі организмдер тобының нуклеин қышқылдарының бірінші реттік структурасың ұқсастыйды. сқ дәрежесі бойынша бағаланады. ДНҚ құрамының 90% белоктарды кодтамағанмен, ДНҚ зерттеу гендер филогениясын бақылауға көмек жасайды. Нуклеотидтер қатары молекулалық биологияның басқа тәсілдерімен салыстырғанда гендер эволюциясын түсінуге мүмкіндік береді. Бір организмнің жеке жіпшелерге бөлініп алынған ДНҚ-сы басқа түрдің сондай жеке тізбектерге ыдыраған ДНҚ – мен «гибридизацияланады» сонда нуклеотидтер қатарының қанша айырмашылығына байланысты молекулалардың гибридизациясы ДНҚ ұзын немесе қысқа аймақтарын қамтуы мүмкін. Осындай жолмен салыстырылып отырыған түрлердің арасындағы эволюция өзгерісінің сандық мөлшері анықталады. Адам ДНҚ-сы макаканың ДНҚ-мен 66%, сиырдың ДНҚ-мен 28%, егеуқұйрықтың ДНҚ-мен 17%, майшабақпен ДНҚ-мен 8%, ішек таяқшасы ДНҚ-мен 2% гомология болады.

Әртүрлі организмдердің ДНҚ-ның нуклеотидтік қатарларларының халықаралық деңгейдегі банкісі (GenBank, ЕМВL/DDВJ) және белоктардың аминоқышқылдық қатары (өзіне сәйкес гендердің нуклеотидтік қатарларының нгізінде, мысалы РIR/SwissPot).

Ешқандай кедергісіз осы банкіге кіріп, онда жинақталған информацияны пайдалануға болады.,