Ma `lumot

Nima uchun ba'zi uy xo'jaligi genlari yaxshiroq deb hisoblanadi?


Har doim PCR bajarilganda, biz turli xil boshlang'ich cDNK/DNKni hisobga olish uchun qiymatlarni o'z-o'zini normallashtirish uchun GAPDH kabi maishiy genlardan foydalanishimiz kerak. Endi GAPDH, ubiquitin, aktin va boshqalar kabi juda ko'p turli xil genlar mavjud.

Endi hujayralar bilan ishlaganda, men ularning o'lmas tabiati va ular tomonidan o'tkazgan avlodlarning hayratlanarli soni tufayli uy xo'jaligi genining ifodasi o'zgarishi mumkinligini tushunaman.

Men hujayralar bilan emas, balki hayvonlarning to'qimalari bilan ishlamayapman deb faraz qilsam, qaysi uyni saqlash genini tanlashim muhimmi? Yoki boshqacha qilib aytganda, GAPDH menga namunalar orasidagi 18s Ribsomal RNK kabi bir xil mustahkamlikni beradimi yoki men aniq bir narsani etishmayapmanmi?


Ha, bu muhim. Gen ifodasi to'qimalar va yashash sharoitlariga qarab juda ko'p farq qiladi, shuning uchun siz turli genlarni sinab ko'rishingiz va namuna va nazorat o'rtasidagi ifodada eng kichik o'zgarishlarga ega bo'lganlarni tanlashingiz kerak.

Agar topmasangiz, bu maqsadda boshqa genlarni sinab ko'rishingiz kerak. Bu hisoblanadi muhim, chunki bu sizning tajribangiz natijasiga jiddiy ta'sir qilishi mumkin, chunki siz uy xo'jaligi genlarini normallashtirasiz. Agar ular doimiy bo'lmasa, bu muammolarga olib keladi. Ma'lumotnomalarni ko'rib chiqing, bu menga juda yordam berdi.

Adabiyotlar:

  1. Ko'p ichki nazorat genlarining geometrik o'rtacha qiymatini aniqlash orqali real vaqtda RT-PCR miqdoriy ma'lumotlarini aniq normallashtirish.
  2. Melanomada gen ifodasi ma'lumotlarini normallashtirish: glitseraldegid 3-fosfat dehidrogenaza va 18S ribosoma RNK ning miqdoriy real vaqtda PCR uchun ichki mos yozuvlar genlari sifatida foydalanishni o'rganish.
  3. QRT-PCR ma'lumotlarini normallashtirish: tizimli, eksperimental shartlarni qabul qilish zarurati - o'ziga xos, ma'lumotnomalarni tekshirish.

Shunga qaramay, ehtiyot bo'lishingiz kerak. Ba'zi juda qo'llaniladigan genlar qPCRda uy xo'jaligi genlari kabi juda ma'lumotsiz bo'lishi mumkin. ACTB va GAPDHda PCRga xalaqit beradigan tonnalab psevdogenlar (oqsil bermaydigan o'xshash genlar) mavjud. Ushbu maqolada ko'proq o'qishingiz mumkin (1).

Bundan ham yomoni, PCR kuchaytirish bo'laklari ACTB amplikoni bilan bir xil uzunlikda bo'lishi mumkin, bu esa farqlashni imkonsiz qiladi.

Bundan tashqari, siz o'ziga xos hujayra turini/qo'llashni/davolashni hisobga olishingiz kerak, chunki ba'zi mRNKlar 1-toifa hujayradagi A bilan davolash orqali juda doimiy bo'lishi mumkin, ammo B davolash yoki 2-toifa hujayrada farq qilishi mumkin.

Menimcha, eng yaxshisi bir nechta uy ishlarini (3-5) ishlatish va ularning bir-biriga nisbatan o'zini qanday tutishini ko'rishdir. Bundan tashqari, siz ushbu uy xo'jaligining vositalaridan foydalanishingiz mumkin.

(1) Sun, Yuan va boshqalar. "Pseudogenes ACTB (Actb) va GAPDH (Gapdh) zaif tomonlari sifatida teskari transkripsiya va polimeraza zanjiri reaktsiyalarida mos yozuvlar genlari sifatida ishlatiladi." PloS one 7.8 (2012): e41659.


Mikroarray meta-tahlil orqali insonning uy xo'jaligi genlari va to'qimalarni tanlash genlarini aniqlash

Oddiy to'qimalarning oqsil-kodlovchi transkriptomlarini uy-ro'zg'or genlari va to'qimalarni selektiv genlarga toifalash genetik funktsiyalar va to'qimalarga xos kasalliklarning genetik assotsiatsiyasini o'rganish yo'lidagi asosiy qadamdir. Oldingi tadqiqotlar, asosan, har bir to'qimada cheklangan namunalarga ega bo'lgan bir nechta ma'lumotlar to'plamiga asoslangan bo'lib, ular aniqlangan genlarning reprezentativligini cheklab qo'ydi va ular o'rtasida past konsensusga olib keldi.

Natijalar

Ushbu tadqiqot 104 mikroarray ma'lumotlar to'plamidan 43 ta oddiy inson to'qimalarida 1431 ta namunani to'pladi. Biz gen ekspresyonini baholashni yaxshilash uchun yangi usulni ishlab chiqdik va to'qimalarning oqsil kodlovchi transkriptomini ishonchli aniqlash uchun o'ndan ortiq namunalar kerakligini ko'rsatdik. Biz 2064 ta uy xo'jaligi genlarini va 2293 ta to'qimalarni tanlash genlarini aniqladik va funktsional boyitish tahlili orqali genlar ro'yxatini tahlil qildik. Uy-ro'zg'or genlari asosan asosiy hujayra funktsiyalarida ishtirok etadi va to'qimalarni tanlash genlari to'qimalarning kelib chiqishiga mos keladigan funktsiyalar va kasalliklar bilan ajoyib bog'liqdir. Shuningdek, biz uy xo'jaligi genlari va oldingi tadqiqotlardagi kelishuvlar va tegishli funktsiyalarni taqqosladik va past konsensuslarning ba'zi sabablarini ko'rsatdik.

Xulosa

Natijalar shuni ko'rsatadiki, etarli namunalar to'qimalarning oqsil kodlovchi transkriptomini aniqlashni yaxshilagan. Keng qamrovli meta-tahlil bizning aniqlangan HK va TS genlarining yuqori sifatini isbotladi. Ushbu natijalar HK va TS genlarining funktsional va genomik xususiyatlari bo'yicha kelajakdagi tadqiqotlar uchun foydali manba bo'lishi mumkin.

Iqtibos: Chang C-W, Cheng W-C, Chen C-R, Shu W-Y, Tsai M-L, Huang C-L va boshqalar. (2011) Mikroarray meta-tahlili orqali inson uy xo'jaligi genlari va to'qimalarni selektiv genlarini aniqlash. PLoS ONE 6(7): e22859. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0022859

Muharrir: Kristian Shönbax, Kyushu texnologiya instituti, Yaponiya

Qabul qildi: 2011 yil 20 aprel Qabul qilingan: 2011 yil 29 iyun Nashr etilgan: 2011 yil 27 iyul

Mualliflik huquqi: © 2011 Chang va boshqalar. Bu Creative Commons Attribution License shartlari asosida tarqatiladigan ochiq maqola boʻlib, asl muallif va manba hisoblangan holda har qanday vositada cheksiz foydalanish, tarqatish va koʻpaytirishga ruxsat beradi.

Moliyalashtirish: Ushbu tadqiqot Tayvan Milliy Tsing Hua universiteti tomonidan moliyalashtiriladi (grant 99H11K6, http://www.nthu.edu.tw/english/index.php). Tadqiqot loyihasi, ma'lumotlarni to'plash va tahlil qilish, nashr etish to'g'risida qaror qabul qilish yoki qo'lyozmani tayyorlashda moliyachilarning roli yo'q edi.

Raqobatli manfaatlar: Mualliflar hech qanday raqobatdosh manfaatlar yo'qligini e'lon qilishdi.


X xromosoma

Insonning X-bog'langan kasalligi

X xromosomasi bilan bog'liq bo'lgan eng keng tarqalgan inson sindromlari bu meiozda ajratilmaganlik natijasida paydo bo'ladigan jinsiy xromosomalar sonidagi anomaliyalardir. Tyorner sindromi taxminan 2000 ayolning 1 tasida uchraydi va XO karyotipiga olib keladigan butun xromosomaning yo'qolishi natijasida yuzaga keladi. Nima uchun bitta X xromosomasining mavjudligi XO ayollarida zararli, ammo XY erkaklarda emasligini tushuntirish uchun Tyorner sindromi odatda qochib ketadigan bir nechta genlarning bir yoki bir nechta dozasi ikki marta emas, balki bitta dozadan kelib chiqishi taklif qilindi. X-inaktivatsiya. Bu XO karyotipli sichqonlarda ochiq fenotipga ega emasligi va X-inaktivatsiyasidan qochib qutuladigan sichqon genlari kamroq ekanligi haqidagi kuzatuvga mos keladi. Qo'shimcha X xromosomasi XXY karyotipiga ega bo'lgan Klinefelter sindromi bo'lgan 600 erkakdan 1 tasida mavjud. Kamdan kam hollarda urg'ochilar ham XXX va XXXX to'ldiruvchilari bilan aniqlangan. Birlamchi yoki ikkilamchi jinsni aniqlashda muhim ahamiyatga ega bo'lgan genlardagi mutatsiyalar yoki o'zgarishlar natijasida XY xromosoma komplementiga ega bo'lgan urg'ochi va XX komplementli erkaklar paydo bo'lishi mumkin.

Yagona X ga bog'langan genlardagi mutatsiyalar erkaklarda to'liq ifodalanadi va "jinsiy bog'liq" kasalliklarni keltirib chiqaradi, masalan, 3000 erkakdan 1 marta tez-tez uchraydigan Dyuchenn mushak distrofiyasi va X bilan bog'liq aqliy zaiflik sindromi. 10 000 erkakdan 1 tasini tashkil qiladi. Erta rivojlanish davrida ularning ikkita X xromosomalaridan birining tasodifiy inaktivatsiyasi natijasida barcha urg'ochilar ikkita hujayra populyatsiyasining mozaikasi bo'lib, bu ikki populyatsiyadagi hujayralarning nisbiy soni shaxslar o'rtasida farq qiladi. Ko'pincha mutatsiyaga uchragan gen uchun geterozigotli urg'ochilar mutlaqo ta'sir qilmaydi, chunki mutatsiyaga uchramagan allelni ifodalovchi hujayralar populyatsiyasi yoki normal gen mahsulotining etarli miqdorini ta'minlaydi yoki rivojlanish yoki nasl differensiatsiyasi paytida mutant allelni tashuvchi hujayralar populyatsiyasidan ustun turadi. Biroq, X bilan bog'langan "retsessiv" kasalliklarning ba'zi ayollar tashuvchilari faol xromosoma sifatida mutatsiyaga uchragan X xujayralari foydasiga tabiiy egilish tufayli kasallik belgilarini namoyon qiladi. Ba'zida tashuvchi urg'ochilar erkaklarda bo'lgani kabi bir xil darajada buzilishlarni ko'rsatishi mumkin. X bilan bog'langan genlardagi mutatsiyalar X bilan bog'liq bo'lgan "dominant" kasalliklarni ham keltirib chiqarishi mumkin, bu faqat ayollarda uchraydi va bunday hollarda ta'sirlangan erkaklar tug'ilishdan oldin o'ladi deb taxmin qilinadi. X-bog'langan dominantning eng keng tarqalgan misoli Rett sindromi bo'lib, 20000 ayoldan 1 nafariga ta'sir qiluvchi og'ir progressiv nevrologik kasallik bo'lib, u yaqinda metil-CpG-bog'lovchi oqsilni kodlovchi gen mutatsiyalari bilan bog'liq.


Natijalar va muhokama

Ushbu bo'limda biz odamlarda to'qimalarga xos biologiyani o'rganish uchun model organizm sifatida xamirturush doirasi va cheklovlarini o'rganish uchun qiyosiy asosimizni taqdim etamiz. 1-rasmda bizning tadqiqot loyihamizning yuqori darajadagi xulosasi ko'rsatilgan. Biz inson to'qimalariga xos bo'lgan har bir tarmoqni xamirturush interaktomi bilan moslashtirishdan boshlaymiz. Biz har bir tekislashning ahamiyatini baholash uchun moslashtirish modulini yangi statistik model bilan birlashtiramiz va undan inson to'qimalariga xos tarmoqlarning xamirturushdagi tegishli hamkasblari bilan tegishli o'xshashligi/o'xshashligi haqida xulosa chiqarish uchun foydalanamiz. Ularning transkripsiyaviy profilidan foydalangan holda hisoblangan to'qimalarning o'xshashliklari tarmog'idan foydalanib, biz tarmoq moslashuvini ko'rsatamiz. p-qiymatlar transkripsiya imzolaridan olingan guruhlarga mos keladi. Biz to'qimalarning o'xshashliklari tarmog'idan to'rtta asosiy guruh / hujayra turlarini aniqlash uchun foydalanamiz. Miya to'qimalari, qon hujayralari, ganglion to'qimalari va moyaklar bilan bog'liq to'qimalarni ifodalovchi ushbu guruhlar qolgan to'qimalarga nisbatan har bir guruh ichida faol bo'lgan to'qimalarni selektiv genlarni aniqlash uchun qo'llaniladi.

Ish jarayonining xulosasi. Ushbu maqolada taklif qilingan tahlil tizimining asosiy tarkibiy qismlari. Har bir oraliq ishlov berish bosqichi alohida bo'limlarda batafsil muhokama qilinadi

Biz inson genlarining uy xo'jaligini ham, to'qimalarni tanlab oluvchi kichik to'plamlarini ham saqlanib qolgan va insonga xos bo'limlarga ajratamiz. Biz qon hujayralari va miya to'qimalariga nisbatan selektiv genlar uchun keng qamrovli tekshiruvni taqdim etamiz. 2-rasmda genlarning umumiy bo'linishi va ularning nisbiy kichik to'plamlari ko'rsatilgan. Biz ushbu kichik to'plamlarning har birini chuqur tahlil qilamiz va saqlanib qolgan kichik to'plamlar xavfsiz zona buning uchun xamirturush ideal model organizm sifatida ishlatilishi mumkin bo'lsa, insonga xos bo'lgan kichik to'plamga yorug'lik berishi mumkin. soyali pastki fazo xamirturushdagi inson interaktomasining. Ushbu kichik to'plam insoniylashtirilgan xamirturush modellarini yaratish uchun kelajakdagi yo'nalishlarni taqdim etishi mumkin.

Inson genlarining funksional tasnifi. Ushbu tadqiqotda amalga oshirilgan gen tasnifining yuqori darajadagi xulosasi

Xamirturush o'zaro ta'sirini inson to'qimalariga xos tarmoqlar bilan moslashtirish

The global inson interaktomi potentsial jismoniy o'zaro ta'sirlarning statik suratini ifodalaydi mumkin oqsillar juftlari orasida uchraydi. Biroq, u haqiqiy oqsil o'zaro ta'sirining fazoviy-vaqtinchalik xususiyatlari haqida hech qanday ma'lumot bermaydi. Ushbu o'zaro ta'sirlar dinamika bilan to'ldirilishi kerak kontekst, masalan, ifoda o'lchovlari, turli sharoitlarda uyali qayta ulanishni talqin qilishga yordam beradi.

Bossi va Lehner [57] insonning turli to‘qimalarida [58] har bir transkriptning (transkriptom) mRNK ifoda darajasini ustki qismiga qo‘ydi. global human interactome, 21 PPI ma'lumotlar bazasidan integratsiyalangan va 79 ta mos yozuvlar to'qimalariga xos tarmoqlar to'plamini yaratgan. Biz ushbu tarmoqlarni qabul qilamiz va ularning har birini alohida-alohida BioGRID ma'lumotlar bazasidan yaratgan xamirturush interaktomiga moslashtiramiz.

Inson to'qimalariga xos bo'lgan ushbu tarmoqlarni xamirturush interaktomi bilan solishtirish uchun oqsillarning ketma-ketlik o'xshashligini va ularning o'zaro ta'sirining topologiyasini hisobga olgan holda, biz yaqinda taklif qilingan siyrak tarmoqni moslashtirish usulini qo'llaymiz, bu E'tiqodni tarqatish (BP) yondashuviga asoslangan. Bu usul “Materiallar va usullar” [59] bo‘limida tasvirlangan.

Genlar va ularga mos keladigan oqsillar alohida-alohida ishlamaydilar, ular uyali mexanizmlarni modulyatsiya qilishda o'z rolini(lar)ini bajarish uchun bog'langan biokimyoviy yo'llar o'rtasida murakkab o'zaro ta'sirlar tarmog'ini hosil qiladi. Bundan tashqari, har bir oqsil turli funktsiyalarni bajarish uchun bir nechta yo'llarda ishtirok etishi mumkin. Turlar bo'ylab ushbu yo'llarni loyihalashda tarmoqni moslashtirish yondashuvidan foydalanish bizga nafaqat gomologik oqsil juftlarini birgalikda ifodalash orqali ularning birinchi darajali dinamikasini, balki ular ifodalangan kontekstni ham hisobga olish imkonini beradi.

Potensial gomologik juftliklarning holatini yaratish uchun biz inson va xamirturushdagi barcha oqsil ketma-ketliklarini va filtrlashdan oldingi hitlarni ketma-ketlik o'xshashligi bilan tekislaymiz. E-10 dan katta qiymatlar. Bir nechta protein izoformlari bo'lgan genlar uchun biz faqat eng muhim zarbani saqlaymiz. Ushbu ketma-ketlik darajasidagi gomologiyalardan foydalanib, biz matritsa tuzamiz L xamirturush va inson oqsillari o'rtasidagi juftlik ketma-ketlik o'xshashligini kodlaydi. Matritsadagi yozuvlar L bir tomondan inson genlarini, ikkinchi tomondan xamirturush genlarini bog'laydigan ikki tomonlama grafik uchun chekka og'irliklar sifatida ko'rish mumkin. Biz ushbu matritsadan BP tarmog'ini moslashtirish usulining qidiruv maydonini cheklash uchun foydalanamiz.

Parametrlar a va b(=1−a) ketma-ketlik o'xshashligining nisbiy og'irligini nazorat qilish (miqyosi a) topologik saqlanish bilan solishtirganda (miqyosda b) BP tarmog'ini moslashtirishda. Global inson o'zaro ta'sirini uning to'qimalarga xos bo'lgan kichik tarmoqlari bilan moslashtiruvchi dastlabki simulyatsiyalar to'plamidan foydalanish, bizda buning uchun rost moslashtirish, turli xil tanlovlar bilan a 0,1–0,9 oralig'ida biz eng yaxshi natijalarni ko'rsatish uchun (alpha =frac <1><6>) va (eta =frac <5><6>) variantlarini aniqlaymiz. tajribalar. Biz har bir to'qimaga xos tarmoqni xamirturush interaktomi bilan moslashtirish uchun bir xil parametrlar to'plamidan foydalanamiz, chunki u ketma-ketlik o'xshashligi va saqlanib qolgan qirralarning sonidan muvozanatli hissa qo'shadi. Barcha tekislashlarning yakuniy to'plamini 1-qo'shimcha fayl sifatida yuklab olish mumkin

Uy xo'jaligi genlarining rolini va ularning turlar bo'yicha saqlanishini o'rganish

Uyni saqlash genlari barcha to'qimalarda universal tarzda ifodalangan va barcha to'qimalar uchun zarur bo'lgan asosiy hujayra funktsiyalarini, shu jumladan tarjima, RNKni qayta ishlash, hujayra ichidagi transport va energiya almashinuvini ta'minlash uchun javobgar bo'lgan inson genlarining bir qismini o'z ichiga oladi [60-62]. Bu genlar to'qimalarga xos genlarga nisbatan kuchliroq selektiv bosim ostida va sekinroq rivojlanadi [63]. Shunday qilib, biz xamirturush genlari bilan solishtirganda, insonning uy xo'jaligi genlari orasida yuqori darajadagi saqlanish darajasini ko'rishni kutmoqdamiz. Biz to'qimalarga xos tarmoqlarni xamirturush tarmog'i bilan tarmoq hizalanishidan foydalangan holda hisoblangan odamlar va xamirturush o'rtasidagi uy xo'jaligi genlarining eng saqlanib qolgan to'plamini nazarda tutamiz. yadro genlar.

Agar genda ifodalangan bo'lsa, biz uni uy xo'jaligi sifatida aniqlaymiz hammasi 79 to'qimalar. Biz inson to'qimalariga xos tarmoqlarning umumiy qismini tashkil etuvchi jami 1540 genni aniqlaymiz. Bu genlar bir-biriga o'xshash o'zaro ta'sirlar to'plamiga ega bo'lsa-da, to'qimalarni selektiv genlar to'plamiga turlicha bog'langan.

Xamirturush interaktomidagi barcha uy xo'jaligi genlarini moslashtirish sheriklaridan foydalangan holda, biz to'qimalarga xos tarmoqlarning umumiy bo'limi bo'yicha tarmoq hizalanishini jamlagan 1,540 × 79 o'lchamdagi tekislash izchillik jadvalini tuzamiz. Keyin, biz uy xo'jaligi genlarini tasniflash uchun ko'pchilik ovoz berish usulidan foydalanamiz yadroxamirturushda saqlanadigan , insonga xos, inson to'qimalari bo'ylab doimiy ravishda tekislanmagan va tasniflanmagan, buning uchun bizda uni avvalgi holatlardan biri sifatida tasniflash uchun etarli dalillar yo'q.

Tarmoq hizalamalari shovqinli va noto'g'ri-musbat (funktsional jihatdan bog'liq bo'lmagan tekislangan juftliklar sifatida aniqlanadi), shuningdek noto'g'ri-salbiylarni (tegizishda o'tkazib yuborilgan funktsional ortologlar juftlarini) o'z ichiga oladi. Ushbu xatolar turli manbalardan kelib chiqishi mumkin, jumladan, gen ifodasi ma'lumotlari (tugun xatolari), interaktom (chekka xatolar) yoki tekislash protsedurasi (xaritalash xatolar). Biz ushbu xatolarni (qisman) hisobga olish uchun turli xil moslashuvlar bo'yicha ko'pchilik ovoz berishga asoslangan usulni taklif qilamiz. Tarmoq hizalamalari to‘plamini hisobga olgan holda, agar ular kamida 100 ∗ ga mos keladigan bo‘lsa, biz bir juft ob’yektni izchil tekislangan (mos keladigan yoki mos kelmaydigan) deb hisoblaymiz. t % to'plamdagi tekislashlar. Parametr t, deb ataladi konsensus darajasi, turli xil hizalamalar o'rtasida qabul qilingan kelishmovchilik darajasini belgilaydi. Konsensus tezligining yuqori qiymati sezgirlikning pasayishi hisobiga usulning aniqligini oshiradi. Optimal konsensus tezligi parametrini tanlash uchun biz [ 0,5−1,0] diapazonidagi qiymatlarni (frac <1><2>) ortishi bilan sinab ko'rdik. Biz parametr tanlashni aniqladik t=0,9, to'plamlarni yaxshi ajratilgan holda, insonga xos va saqlanib qolgan genlarni tasniflashda eng yaxshi natijaga erishish uchun tekislangan to'qimalar o'rtasidagi 90% kelishuvga teng. Ushbu yondashuvdan foydalanib, biz 1540 ta uy xo'jaligi genlarini mos ravishda 595 ta konservatsiyalangan, 441 ta insonga xos va 504 ta tasniflanmagan genlarga bo'lish imkoniga ega bo'ldik. Ushbu genlarning to'liq ro'yxatini 2-qo'shimcha fayl sifatida yuklab olish mumkin.

Yadro genlarining saqlanib qolgan kichik tarmog'ini o'rganish uchun biz ularning moslashish grafigini inson interaktomidagi yadro genlari tomonidan induktsiya qilingan subgrafning Kronecker mahsuloti va xamirturushdagi mos keladigan pastki grafigi sifatida tuzamiz. Ushbu tarmoqdagi saqlanib qolgan qirralar interologlarga, ya'ni xamirturush va odam o'rtasidagi o'zaro ta'sir qiluvchi oqsillarning ortologik juftlariga mos keladi [64]. Asosiy maishiy genlarning yakuniy hizalanish grafigi 3-qo'shimcha fayl sifatida yuklab olish mumkin.

3-rasmda ushbu tuzilgan hizalama grafigining eng katta bog'langan komponenti ko'rsatilgan. Biz ushbu grafikda MCODE [65] tarmoq klasterlash algoritmini qo'lladik, taxminiy oqsil komplekslariga mos keladigan o'zaro bog'langan hududlarni aniqladik. Biz beshta asosiy klasterni aniqladik, ular tekislash grafigida rang bilan belgilanadi va qo'shni panellarda alohida ko'rsatiladi. Ribosoma asosiy genlarning hizalanish grafigida aniqlangan eng katta, markaziy klaster bo'lib, proteazoma va spliceosoma bilan birgalikda hizalanish grafigida eng ko'p saqlanib qolgan uchta kompleksni tashkil qiladi. Bu kompleks eukaryotik translatsiya boshlanishini modulyatsiya qilish uchun eIFs, shuningdek, oqsil parchalanishini nazorat qiluvchi proteazoma bilan qattiq bog'langan. Birgalikda bu komplekslar oqsil almashinuvini tartibga soladi va hujayra oqsillarining sintezi, etukligi va parchalanishi o'rtasidagi muvozanatni saqlaydi.

Insonning asosiy genlarini moslashtirish grafigi. "Interologlar" ga, ya'ni xamirturush va inson o'rtasidagi o'zaro ta'sir qiluvchi oqsillarning ortologik juftlariga mos keladigan asosiy uy xo'jaligi genlarining hizalanish grafigida saqlangan qirralar. Hizalama grafigida o'zaro ta'sirning zich hududlari sifatida belgilangan beshta asosiy oqsil klasterlari mos ravishda belgilanadi va ularning asosiy funktsional izohlari bilan quyidagicha izohlanadi: a ribosoma, b Qopqoqli intron o'z ichiga olgan pre-mRNKni qayta ishlash, c Proteazoma, d vaATPase, e Katta hajmdagi tarjimani boshlash

Ushbu uy xo'jaligi genlarining funktsional rollarini yanada tahlil qilish uchun biz g:Profiler [66] R to'plamidan juda ko'p ifodalangan atamalarni aniqlash uchun foydalanamiz. Funktsional sinflar orasida biz gen ontologiyasi (GO) biologik jarayonlariga e'tibor qaratamiz, elektron izohlar, KEGG yo'llari va turli xil funktsional rollarni ta'minlash uchun CORUM oqsil komplekslari bundan mustasno. Biz noto'g'ri topish tezligini (FDR) nazorat qilish uchun Benjamini-Xochberg protsedurasidan foydalanamiz. p- qiymat chegarasi a=0,05 va haddan tashqari umumiy atamalarni kesish uchun 500 dan ortiq genlar bilan boyitilgan barcha atamalarni chiqarib tashlang. Ushbu protseduradan foydalanib, biz uy xo'jaligi genlarining asosiy va insonga xos bo'lgan kichik to'plamlari uchun boyitilgan funktsional atamalarni aniqlaymiz. Xonadon genlarining turli sinflari uchun boyitilgan funksiyalarning toʻliq roʻyxatini 4-qoʻshimcha fayl sifatida yuklab olish mumkin.

Biz eng muhim atamalarni qo'lda guruhlaymiz (p-qiymati ≤10 −10 ) yadro genlarida, bu beshta asosiy funktsional sinfga olib keladi, ya'ni ribosoma biogenezi, translatsiya, oqsilni nishonga olish, RNKni birlashtirish va mRNK kuzatuvi. Birinchidan, biz boyitilgan atamalar va tarjima boshlanishiga mos keladigan aniqlangan taxminiy komplekslar o'rtasida birma-bir xaritalashni kuzatamiz (p-qiymati =7,1 ∗ 10 −17 ) va ribosoma (p-qiymati =5,97 ∗ 10 −11 ). Bundan tashqari, tarjimani tugatish va cho'zish ham ahamiyatlilik darajasini pasaytirish bilan boyitiladi. Bundan tashqari, bu jarayonlar SRP ga bog'liq bo'lgan ko-translatsion protein maqsadliligi bilan chambarchas bog'liq.p-qiymati =2,7 ∗ 10 −15 ). Bu, o'z navbatida, oqsil sintezini eukaryotik hujayralarning eng saqlanib qolgan jihatlaridan biri sifatida ko'rsatadi. Keyinchalik, ikkala mRNKning birlashishi (p-qiymati =7,04 ∗ 10 −10 ) va bema'nilik vositasida parchalanish (p-qiymati =4.66 ∗ 10 −16 ) ham eng muhim funktsional atamalar qatoriga boyitilgan boʻlib, bu bizning oldingi gipotezamizni asosiy genlarning moslashish grafigida splicesome roli bilan bogʻliq tasdiqlaydi. Va nihoyat, biz eng muhim funktsional atama, shuningdek, bir nechta boshqa tegishli atamalar virusli infektsiya bilan bog'liqligini aniqlaymiz, bu esa (yadro genlarining bir qismi) asosiy genlarni ta'minlaydi. virusli shlyuz sutemizuvchilar hujayralariga. Buni ikkita fakt asosida tushuntirish mumkin: i) virusli organizmlar asosiy hujayra funktsiyalari uchun uy egasining mexanizmlariga tayanadi va ii) maishiy genlar to'qimalarni selektiv genlar bilan solishtirganda ancha qadimiyroqdir va asosiy genlar ularning eng saqlanib qolgan qismini ta'minlaydi. uy xo'jaligi genlari. Shunday qilib, bu genlar ko'proq saqlanib qolgan oqsil o'zaro ta'sir doiralarini o'z ichiga olishi mumkin va tizimli ravishda virusli oqsillar uchun o'zaro ta'sir qiluvchi sheriklar sifatida "tanish" bo'lishi mumkin va xost-patogen oqsil o'zaro ta'sirini bashorat qilish uchun ideal nomzodlarni taqdim etadi.

Keyinchalik, odamga xos uy xo'jaligi genlari uchun shunga o'xshash protsedurani bajaramiz. Ushbu kichik to'plam, yadro genlaridan farqli o'laroq, asosan anatomik tuzilmaning rivojlanishi va hujayralar orasidagi proksimal aloqa (parakrin signalizatsiya) bilan boyitilgan, elektron tashish zanjirining I kompleksi bundan mustasno, bu eng kuchli aniqlangan atama hisoblanadi. Bu NADH-xinon oksidoreduktaza sutemizuvchilar hujayralarining nafas olish zanjiridagi beshta ferment kompleksining eng kattasidir. Biroq, bu kompleks xamirturush hujayralarida mavjud emas va NDI1 geni bilan kodlangan bitta subunit NADH dehidrogenaz bilan almashtirildi. Kompleks I ning buzilishi insonning turli xil kasalliklari, jumladan Parkinson va Xantington kasalliklari bilan bog'liq. Murakkab I-nuqsonli hujayralarni NDI1 xamirturushi bilan terapevtik vosita sifatida transfektsiyasi kompleks I nuqsonlarini qutqarishning muvaffaqiyatli yondashuvi sifatida taklif qilingan [67, 68]. Ushbu texnika, shuningdek, deb nomlanadi NDI1 terapiyasi, xamirturush inson kasalliklari bo'yicha tadqiqot va rivojlanishga hissa qo'shishi mumkin bo'lgan butunlay yangi yo'llarni ochadi: nafaqat xamirturushdan namunali organizm sifatida foydalanish mumkin, balki sutemizuvchilar hujayralarida gen terapiyasi uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan nomzodlarni ham taqdim etishi mumkin.

Bu erda asosiy kuzatuv shundan iboratki, uy xo'jaligi genlarining insonga xos bo'lgan kichik to'plami nafaqat kamroq funktsional atamalar bilan bog'liq, balki bu atamalar bilan kamroq bog'liqdir. Bu ta'sir ikki omilga bog'liq bo'lishi mumkin. Birinchidan, shuni ta'kidlaymizki, insonga xos bo'lishi taxmin qilingan ba'zi genlar usulning artefakti bo'lishi mumkin. Misol uchun, e'tiqodni targ'ib qilish (BP) usuli ketma-ketlik o'xshashligini bir juft genlarni moslashtirish uchun zarur, ammo etarli emas shart sifatida amalga oshiradi, ya'ni xamirturush genlari bilan ketma-ketlik o'xshashligi bo'lmagan har qanday inson geni moslashtirilmaydi, natijada genlarda sun'iy ravishda insonga xos deb tasniflanadi. Ikkinchidan, va bundan ham muhimi, inson genlari uchun funktsional izohlarning aksariyati dastlab boshqa turlarga, xususan, xamirturushlarga tegishli bo'lib, ortologik guruhlarga o'tkaziladi. Bizning konstruktsiyamizga asoslanib, odamga xos genlar xamirturushli ortologiyaga ega bo'lmagan uy xo'jaligi genlarining kichik to'plami sifatida aniqlanadi. Shunday qilib, bu genlarni qamrab olishini kutish mumkin soyali pastki fazo kam izohlangan inson genlarining funktsional maydoni.

Inson to'qimalarining xamirturush bilan o'xshashligini miqdoriy jihatdan aniqlash

Uyni saqlash genlari insonning barcha to'qimalarida va hujayra turlarida taqsimlanadi. Ular hujayra gomeostazi uchun asosiy bo'lgan saqlanib qolgan funktsiyalar to'plamini ta'minlaydi. Biroq, bu genlar turli to'qimalar o'zlarining dinamik, to'qimalarga xos xususiyatlarini ko'rsatish uchun ushbu asosiy funktsiyalardan qanday foydalanishi haqida to'g'ridan-to'g'ri tushuncha bermaydi. Har bir to'qimaning xamirturush bilan o'xshashligini baholash uchun biz yangi statistik modelni taklif qilamiz to'qimalarga xos tasodifiy model (TRAM), bu uy xo'jaligi genlarining hamma joyda mavjudligini hisobga oladi va to'qimalarga xos tarmoqlarning topologik tuzilishini taqlid qiladi (tasodifiy modelning tafsilotlari uchun "Materiallar va usullar" bo'limiga qarang).

Maqsad funktsiyasi sifatida biz har bir to'qima-xamirturush juftligini moslashtirish ballidan foydalanamiz. Har bir moslashtirish ballining ahamiyatini baholash uchun biz moslashtirish ballarining asosiy ehtimollik taqsimotidan namuna olish uchun Monte-Karlo simulyatsiya usulidan foydalanamiz.

Har bir to'qimalarga xos tarmoq uchun biz (k_<oldsymbol >> = 10,000) TRAMdan bir xil o'lchamdagi psevdo-tasodifiy to'qimalar, ularni xamirturush interaktomi bilan alohida tekislang va empirik hisoblash uchun hizalanish statistikasi sifatida tekislangan oqsil juftlarining saqlanib qolgan qirralari va ketma-ketlik o'xshashligini hisoblang. p-qiymatlar. Har bir tarmoqni tekislash uchun biz a hisoblaymiz topologik, a homologik (ketma-ketlik asosida) va a aralashgan (tekislash balli) p-qiymat. Bundan tashqari, biz ketma-ketlik va topologiya nuqtai nazaridan dastlabki to'qimalarni tekislashda tekislash sifati sezilarli darajada yaxshiroq bo'lgan holatlardan foydalanamiz. yuqori chegara tekislash bo'yicha p-qiymatlar. Aksincha, tasodifiy namunalarda ushbu ikkala chora takomillashtirilgan holatlar a aniqlash uchun ishlatilishi mumkin pastki chegara tekislash bo'yicha p-qiymat. Yakuniy tekislash jadvali p-values ​​qo'shimcha fayl 5 sifatida yuklab olish mumkin.

Birinchidan, biz muhim bo'lgan barcha to'qimalarni ta'kidlaymiz aralashgan p-qiymatlar ham muhim topologik va homologik (ketma-ketlik asosida) mavjud. p-qiymatlar. Ko'pgina to'qimalar uchun ahamiyatsiz aralashgan p-qiymatlar, biz hali ham muhim homologik, ammo ahamiyatsiz topologik kuzatamiz p-qiymatlar. Biz ostona qo'llash orqali xamirturushga eng ko'p va eng kam o'xshash to'qimalarni umumlashtiramiz a l=a u=10 −2 gacha p-mos ravishda yuqori va pastki chegaralarni baholang. dan foydalanish p-qiymat yuqori chegarasi ( (Delta _<oldsymbol >>) ) dan 10 -2 dan, xamirturushga o'xshashligi yuqori bo'lgan 79 ta to'qimalardan jami 23 tasini aniqlaymiz. Bular 1-jadvalda keltirilgan. Ular orasida qon hujayralari doimiy ravishda yuqori ahamiyatga ega bo'lib, hatto 10 000 ta namunadan birortasi ham tekislash og'irligi yoki tasodifiy namunaning chekkalari asl tekislashdan oshib ketadi. Xuddi shunday, immun hujayra chiziqlari va erkak jinsiy to'qimalari ham sezilarli moslashuvni ko'rsatadi p-qiymatlar, lekin ishonchlilik ballari pastroq. Aksincha, 79 ta to'qimadan 19 tasi (delta _<oldsymbol >> > 10^<-2>) . Ular xamirturushga eng kam o'xshash. 2-jadvalda keltirilgan ushbu to'qimalar orasida ganglion to'qimalari doimo xamirturushga eng kam o'xshashlikni ko'rsatadi. Qiziqarli kuzatish shundan iboratki, jadvalning har ikki uchidagi to'qimalar va hujayra turlari (eng ko'p yoki eng kam o'xshash) odatda juda yuqori ishonchlilik ko'rsatkichlariga ega, ya'ni ularning topologiyasi va homologiyasi. p- qiymatlar mos keladi.

Kogerent to'qimalarning guruhlarini aniqlash

Keyinchalik, biz inson to'qimalarining bir-biri bilan o'xshashligi va ularning mos kelishi bilan qanday bog'liqligini o'rganamiz. p-bu munosabatlarning tranzitivligini yaxshiroq tushunish uchun xamirturush bilan qiymatlar. Biz shunga o'xshash to'qimalarning izchil moslashuvini ko'rsatishini kutamiz p-qiymatlar, natijada bir hil to'qimalar guruhlari izchil hizalanish ballari bilan.

Shu maqsadda biz birinchi navbatda GNF gen atlasidan inson toʻqimalarining global transkriptomiyasidan foydalangan holda toʻqima-toʻqima oʻxshashliklari tarmogʻini (TTSN) quramiz, shu jumladan maʼlum, shuningdek, bashorat qilingan va yomon xarakterlangan genlarni qamrab olgan 44775 ta inson transkripti. To'qimalar/hujayra turlarining har bir juftligi uchun biz transkripsiya imzolarining Pearson korrelyatsiyasidan foydalangan holda o'xshashlik ballini hisoblaymiz va eng o'xshash juftlarni tanlash uchun o'xshashlik ballarining 90-protsentilidan foydalanamiz. Biz TTSN ning har bir tuguniga tegishli tekislash bilan izoh beramiz p-xamirturush interaktomi bilan o'xshashlik o'lchovi sifatida qiymat. Ushbu meta-tahlil bizga gen/oqsil faolligining chiziqli o'lchovlari insonning har bir to'qimasida asosiy interaktomani qayta ulash uchun oqsil o'zaro ta'siri bo'shlig'iga qanday mos kelishini tekshirish imkonini beradi.

4-rasmda yakuniy tarmoq ko'rsatilgan. Ushbu tarmoqda har bir tugun inson to'qimasi/hujayra turini ifodalaydi va har bir og'irlikdagi chekka juft to'qimalar o'rtasidagi umumiy transkripsiyaviy o'xshashlik darajasini ko'rsatadi. Ushbu tarmoq filtrlanadi, faqat bir-biri bilan eng yuqori o'xshash to'qimalar juftlarini o'z ichiga oladi. Har bir tugunga rang belgilash uchun biz foydalanamiz zlog-o'zgartirilgan hizalama aralash bo'yicha -ball normallashtirish p-qiymatlar. Yashil va qizil tugunlar yuqori ijobiy va juda salbiy diapazonga mos keladi z-ballar, mos ravishda xamirturushga o'xshash va o'xshash bo'lmagan to'qimalarni ifodalaydi.

Hizalanish proyeksiyasi p-to`qima-to`qima o`xshashliklari tarmog`idagi qiymatlar. Har bir tugun inson to'qimasini ifodalaydi va qirralar ular orasidagi umumiy transkripsiyaviy o'xshashlikni ifodalaydi. Tugunlarning rang intensivligi har bir to'qimaning xamirturush interaktomiga o'xshashligi/o'xshashligini ifodalaydi, yashil va qizil ranglar mos ravishda o'xshash va o'xshash bo'lmagan to'qimalarga mos keladi. Kogerentli o'xshash to'qimalar guruhi p-qiymatlar tegishli ravishda tarmoqda belgilanadi va izohlanadi

Ushbu tarmoqning dastlabki tahlili hizalanishni ko'rsatadi p-to'qimalarning qiymati ularning umumiy transkripsiyaviy bir-biriga mos kelishi bilan yuqori darajada bog'liq. Bundan tashqari, bu yuqori darajadagi o'zaro ta'sirlar bir-biriga to'g'ri keladi va bir-biridan farq qiladi guruhlar izchil naqshlar bilan. Biz qo'lda to'rtta shunday guruhni aniqladik va ularni tarmoqda alohida izohladik. Bu guruhlar miya to'qimalariga, qon hujayralariga, ganglion to'qimalariga va moyaklar to'qimalariga mos keladi. Ushbu guruhlar orasida qon hujayralari va moyak to'qimalari xamirturush bilan izchil o'xshashlikni namoyon qiladi, miya va ganglion to'qimalari esa izchil o'xshashlikka ega.

Xamirturush bilan izchil o'xshash bo'lgan bir hil to'qimalar guruhining mavjudligi ushbu klasterlarda asosiy saqlanib qolgan mexanizmni ko'rsatadi. Bu har bir to'qima guruhida nima izchillik bilan mos kelishi va uning hisoblangan hizalama bilan qanday bog'liqligi haqidagi savolni tug'diradi. p-qiymatlar? Biz bu savolga murojaat qilamiz va uni qolgan bo'limlarda to'qimalarga xos patologiyalarning boshlanishi bilan bog'laymiz.

To'qimalarni selektiv genlarni saqlash nuqtai nazaridan ajratish

Ushbu kichik bo'limda biz inson to'qimalarining har bir gomogen guruhidagi uy sharoitida ishlamaydigan genlar to'plamini o'rganamiz va ularni genlar to'plamiga va xamirturushda saqlanadigan yoki insonga xos bo'lgan mos keladigan yo'llarga bo'linadi. Keyinchalik, bu yo'llar inson to'qimalarining xamirturush bilan umumiy o'xshashligi / o'xshashligiga qanday hissa qo'shishini tahlil qilamiz.

5-rasmda insonning turli to'qimalarida uy xo'jaligiga aloqador bo'lmagan genlarning a'zolik taqsimoti uchun ehtimollik zichligi funksiyasi keltirilgan. Kuzatilgan bi-modal taqsimot shuni ko'rsatadiki, ko'pchilik uy xo'jaligiga aloqador bo'lmagan genlar juda oz sonli tanlangan to'qimalarda yoki inson to'qimalarining aksariyatida ifodalangan. Biz bundan inson to'qimalarining har bir guruhida tanlab ifodalangan genlarni aniqlash maqsadida ifodalangan uy xo'jaligiga aloqador bo'lmagan genlar to'plamini ajratish uchun foydalanamiz.

Inson to'qimalarida uy sharoitida bo'lmagan genlarning a'zolik taqsimoti. Gauss yadrosi zichligi yordamida uy sharoitida bo'lmagan genlar ifodalangan to'qimalarning soni tekislanadi. Kuzatilgan bi-modal taqsimot shuni ko'rsatadiki, ko'pchilik noxo'jalik genlari bir nechta tanlangan to'qimalarda yoki inson to'qimalarining aksariyatida ifodalangan.

Biz hammamizdan boshlaymiz uy xo'jaligiga aloqador bo'lmagan genlar ifodalangan har bir to'qima guruhida, ya'ni ifodalangan genlar kamida to'qima a'zolaridan biri. Keyinchalik, ifodalangan genlarning quyi to'plamini aniqlash uchun tanlab har bir guruhda ifodalangan, biz foydalanamiz to'qimalarning selektivligi p-qiymati har bir gen. Ushbu formulada gen, agar u bir xil o'lchamdagi tasodifiy tanlangan to'qimalarga qaraganda ma'lum bir guruhdagi to'qimalarning sezilarli darajada ko'p sonida ifodalangan bo'lsa, tanlab ifodalangan deb aniqlanadi (batafsil ma'lumot uchun "Materiallar va usullar" bo'limiga qarang). 6-rasmda to'qima-selektivlikning taqsimlanishi ko'rsatilgan p-4-rasmdagi to'rtta asosiy guruhga nisbatan ifodalangan genlarning qiymatlari. Bu uchastkalarning har biri 5-rasmdagi a'zolikni taqsimlash funksiyasiga o'xshash bimodal xususiyatga ega. Buni a'zolik taqsimoti aralashma ekanligi bilan izohlash mumkin. tarqatish, bunda asosiy komponentlar turli to'qimalar guruhlarida ifodalangan genlar to'plami uchun bir xil taqsimotdir. Biz tanqidiy nuqtalardan foydalanamiz p-to'qimalarni selektiv genlar uchun qiymat taqsimoti. Bizning tanlovimiz ortida turgan turtki shundaki, bu nuqtalar to'qimalarni tanlab olishdan hamma joyda bo'lgan genlargacha bo'lgan asosiy taqsimotning siljishini ta'minlaydi. Ushbu taqsimotlarning bimodal xususiyatlarini hisobga olgan holda, ularning barchasi uchta muhim nuqtaga ega, ulardan birinchisini biz kesish nuqtasi sifatida ishlatamiz. Bu e'lon qilingan to'qimalarni selektiv genlar uchun eng yuqori aniqlikni ta'minlaydi, ammo boshqa ikkita tanlovga qaraganda kamroq eslab qolish.

To'qimalarning selektivligini taqsimlash p-turli to'qimalar guruhlaridagi qiymatlar. a Miya to'qimalari, b Qon hujayralari, c ganglion to'qimalari, d Moyak to'qimalari. Har bir uchastka gen-to'qimalarga a'zolik zichligi bilan bir xil ikki modali taqsimotga o'xshaydi, qon hujayralari va miya to'qimalari to'qimalarni tanlash genlarining eng aniq ajratilishini taqdim etadi. Pdf funktsiyasining hosilasi taxminan nolga teng bo'lgan har bir tarqatish funktsiyasining kritik nuqtalari har bir chizmada belgilanadi. Bu nuqtalar to'qimalarni tanlash uchun optimal kesish nuqtalarini ta'minlaydi p-qadriyatlar, chunki ular asosiy taqsimot funksiyasining siljish nuqtalarini belgilaydilar

Har bir to'qima guruhiga nisbatan to'qimalarni selektiv genlarning quyi to'plamini aniqlab, biz ushbu to'plamlarni xamirturush bilan mos kelishiga qarab uch qismga bo'lish uchun ko'pchilik ovoz berish sxemasidan foydalanamiz. Biz uy xo'jaligi genlarini uch qismga bo'lish uchun ishlatgan protseduraga o'xshab, biz konsensus tezligi parametrlarining 50% dan 100% gacha bo'lgan turli xil variantlarini 5% ga oshirish bilan sinab ko'rdik. Tasniflanmagan genlarning foizi konsensus tezligi bilan chiziqli ravishda kamayadi, odamga xos/konservalangan genlarning nisbiy qismlari esa bir xil bo'lib qoladi. Yakuniy natijalarimiz uchun biz 90% ni tanladik, chunki u eng kam sonli genlarni tasniflanmagan deb qoldiradi, shu bilan birga insonga xos va saqlanib qolgan genlarni yaxshi ajratilgan. Barcha to'qimalarga xos genlar to'plamini qo'shimcha fayl 6 sifatida yuklab olish mumkin.

3-jadvalda ifodalangan genlar soni, selektiv ravishda ifodalangan genlar va har bir to'qimalar guruhida saqlanib qolgan, odamga xos yoki tasniflanmagan to'qimalarni selektiv genlar foizi ko'rsatilgan. Har bir to'qimalar guruhidagi saqlanib qolgan/odamga xos genlar nisbati va ularning hizalanishi o'rtasida o'xshash bog'liqlik mavjud. p-qiymatlar, bu moslashishni taklif qiladi p-qiymatlar to'qima-selektiv genlarning saqlanishi va ularga mos keladigan yo'llar bilan yuqori darajada bog'liqdir. 7-rasmda ushbu tadqiqotda aniqlangan genlarning har bir kichik to'plamining nisbiy o'lchamlari ko'rsatilgan.

Ushbu tadqiqotda gen tasniflarining qisqacha mazmuni. Inson to'qimalarining to'rtta asosiy guruhidagi uy xo'jaligi va to'qimalarni selektiv genlar xamirturushda saqlanishiga qarab uchta asosiy sinfga bo'linadi.

Konservalangan genlar va ularga mos keladigan yo'llar funktsional pastki bo'shliqni o'z ichiga oladi, unda biz xamirturushdan to'qimalarga xos fiziologiya va patofiziologiyani o'rganish uchun mos model organizm sifatida foydalanishimiz mumkin. Boshqa tomondan, insonga xos genlar qurish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan qo'shimcha to'plamni ta'minlaydi to'qimalarga asoslangan insoniylashtirilgan xamirturush modellari. Ular, shuningdek, xamirturushda muqobil funktsional mexanizm topilishi mumkin bo'lgan hollarda NDI1 terapiyasiga o'xshash tarzda to'qimalarga xos gen terapiyasi uchun istiqbolli nomzodlarni taqdim etadi. Ushbu kichik to'plamlarni qo'shimcha tekshirish uchun biz qon hujayralari va miya to'qimalariga e'tibor qaratamiz, ular TSS taqsimotida ularning to'qimalarni selektiv va saqlanib qolgan genlari o'rtasidagi eng aniq ajralishni ko'rsatadi va keyingi bo'limlarda ularni chuqurroq funktsional tahlildan o'tkazamiz.

Miyaning funktsional rollarini va qon selektiv genlarini tushuntirish

Biz g:ProfileR dan insonga xos va saqlanib qolgan genlarda ularning boyitilgan funksiyalarini aniqlash uchun foydalanamiz. Boyitilgan funksiyalarning toʻliq roʻyxatini 7-Qoʻshimcha fayl sifatida yuklab olish mumkin. Bu ikki kichik toʻplam toʻqima-selektiv genlarning pastki toʻplamlari boʻlganligi sababli koʻplab umumiy atamalarni birlashtiradi. Ushbu funktsiyalarni qiyosiy tahlil qilish va ularni insonga xosligi asosida tartiblash uchun biz jurnaldan foydalanamiz p-odamga xos va saqlanib qolgan genlar o'rtasidagi qiymat nisbati kamida 2 marta boyitish doirasida bo'lgan atamalarni filtrlash uchun. Biz GO biologik jarayonlari, KEGG yo'llari va CORUM oqsil komplekslariga e'tibor qaratamiz va haddan tashqari umumiy atamalarni filtrlash uchun 500 dan ortiq genga ega bo'lgan barcha gensetlarni olib tashlaymiz. Nihoyat, ushbu atamalarni birgalikda guruhlash va genlarning funktsional maydonining vizual tasvirini ta'minlash uchun biz boyitilgan atamalar tarmog'ini (xaritasini) yaratish uchun yaqinda Cytoscape [70] plagini bo'lgan EnrichmentMap (EM) [69] dan foydalanamiz. . ning log nisbatidan foydalanamiz p-grafikdagi har bir tugunni ranglash uchun qiymatlar. 8 va 9-rasmlarda mos ravishda insonga xos va saqlanib qolgan qon-selektiv va miya-selektiv funktsiyalarning yakuniy boyitish xaritasi tasvirlangan.

Noyob qon-selektiv funktsiyalarni boyitish xaritasi.Har bir tugun funktsional atamani ifodalaydi va qirralarning qalinligi atamalar orasidagi o'xshashlik darajasiga mos keladi. Konservalangan va insonga xos funktsiyalar to'plami mos ravishda yashil va qizil ranglar bilan rang-kodlangan. Tugunlarning rang intensivligi atamalarning boyitilishini ifodalaydi. Tegishli atamalar boyitish xaritasida belgilanadi va izohlanadi

Noyob miya-selektiv funktsiyalarni boyitish xaritasi. Har bir tugun funktsional atamani ifodalaydi va qirralarning qalinligi atamalar orasidagi o'xshashlik darajasiga mos keladi. Konservalangan va insonga xos funktsiyalar to'plami mos ravishda yashil va qizil ranglar bilan rang-kodlangan. Tugunlarning rang intensivligi atamalarning boyitilishini ifodalaydi. Tegishli atamalar boyitish xaritasida belgilanadi va izohlanadi

Shakl 8 a da ko'rsatilgan konservalangan qon-selektiv funktsiyalar, birinchi navbatda, DNK replikatsiyasi, hujayra o'sishi va hujayrani hujayra aylanishiga tayyorlash bilan bog'liq atamalar bilan boyitilgan. Ushbu atamalar orasida DNK replikatsiyasi ham DNKni tiklash, ham telomerni saqlash bilan bog'liq atamalar bilan chambarchas bog'liq. Telomerani saqlash, ayniqsa telomeraza fermenti orqali, xamirturushda saqlanishi ma'lum bo'lgan hujayra funktsiyalaridan biri bo'lib, faqat insonning differentsiatsiyalangan to'qimalari va hujayra turlarining tanlangan kichik to'plamida faol, shu jumladan gematopoetik ildiz hujayralari va erkaklarning reproduktiv to'qimalarida [71]. DNK konformatsiyasi o'zgarishlarida ishtirok etadigan funktsional atamalar, shu jumladan kondensin kompleksi, shuningdek, hujayra siklining fazasi, xususan, G1 dan S fazalariga o'tish, xamirturushdan odamga yuqori darajada saqlanib qolgan ikkita boshqa funktsional atamalar guruhidir. Boshqa tomondan, 8-b-rasmda ko'rsatilgan odamga xos qon selektiv funktsiyalari asosan limfotsitlarning ko'payishi va faollashuvida ishtirok etadi. Bu ikki guruhdagi atamalar ham bir-biri bilan chambarchas bog'liq bo'lib, birgalikda kattaroq klasterni tashkil qiladi. Bundan tashqari, sitokin ishlab chiqarish va T-hujayra vositachiligidagi sitotoksiklik ham insonga xos, qon-selektiv xususiyatlarni namoyon qiladi. Bu qisman kutilmoqda, chunki bu funktsiyalar, ayniqsa, odamlarda kamroq qulay sharoitlarda omon qolishini ta'minlash uchun rivojlangan immunitet hujayralarining yuqori darajada ixtisoslashgan funktsiyalari.

9 a-rasmda saqlangan miya-selektiv funktsiyalarning funktsional maydoni ko'rsatilgan. Ushbu atamalarning ko'pchiligi miya rivojlanishining turli jihatlariga, jumladan, olfaktor lampochka, telensefalon, pallium va miya yarim korteksining rivojlanishiga, shuningdek, asab tizimining rivojlanishini boshqaradigan tartibga solish sxemasiga mos keladi. Xamirturushning bir hujayrali tabiatini hisobga olgan holda, bu yo'llarning ortologlari xamirturush hujayrali mexanizmlarini modulyatsiya qilishning aniq mexanizmlari kamroq o'rganilgan. Tegishli fenologlarni aniqlash uchun chuqur tahlil qilish miya rivojlanishi bilan bog'liq turli kasalliklarni o'rganish uchun xamirturushdan foydalanishga yordam beradi. Yuqori darajada saqlanishini ko'rsatadigan yana bir funktsional jihat mTOR kompleksi 2. Rapamitsin (TOR) signalizatsiyasining maqsadi yuqori darajada saqlanib qolgan yo'l bo'lib, ikkita tarkibiy jihatdan farq qiluvchi protein komplekslarini, mTORC1 va mTORC2 hosil qiladi. Sobiq kompleks ozuqa moddalarini sezish va hujayra o'sishida markaziy rolga ega va shuning uchun kaloriya cheklash (CR) vositachiligida umr ko'rish davomiyligini o'rganish uchun keng qo'llanilgan. Boshqa tomondan, mTORC2 yaqinda uzoq muddatli xotira konsolidatsiyasini modulyatsiya qilish uchun taklif qilingan [72]. Xolesterin biosintezi va transporti insonning boshqa to'qimalaridan sezilarli darajada farq qiladigan yana bir saqlanib qolgan funktsional jihatdir. Tanadagi xolesteringa eng boy organ bo'lib, lipoprotein retseptorlari va apolipoproteinlarga mos keladigan genlarning ekspressiyasi turli miya hujayralari orasida qattiq tartibga solinadi va miyaning normal rivojlanishida muhim rol o'ynaydi. Ushbu metabolik yo'llarning disregulyatsiyasi Altsgeymer kasalligi [73] kabi turli nevrologik kasalliklar bilan bog'liq. Nihoyat, mikrotubulyar struktura va tubulin polimerizatsiyasi ham sezilarli darajada saqlanib qoladi va miya rivojlanishida asosiy rol o'ynashi ma'lum [74]. Ushbu sitoskeletal oqsillar yaqinda miyaga xos patologiyalar, jumladan epilepsiya [75] bilan bog'liq.

Nihoyat, biz insonga xos miya funktsiyalarini o'rganamiz, ular shakl 9 b da ko'rsatilgan. Ushbu guruhdagi asosiy funktsional jihatlardan biri semaforin-plexin signalizatsiya yo'lidir. Bu yo'l dastlab miyaning anatomik tuzilishining kamolotidagi roliga qarab, xususan, repulsiv akson yo'l-yo'riqlari bilan tavsiflangan, ammo keyinchalik sezgi a'zolari va suyak rivojlanishini o'z ichiga olgan keng doiradagi organ tizimlarining morfogenezi uchun muhim ekanligi aniqlandi [76]. ]. Miyada aniqlangan yana bir insonga xos signalizatsiya yo'li - bu glutamat retseptorlari signalizatsiya yo'li bo'lib, u sirkadiyalik kirish, shuningdek, neyron-neyron uzatish bilan o'zaro suhbatlashadi. Ushbu yo'l asabiy plastisiyada, asab rivojlanishida va neyrodegeneratsiyada hal qiluvchi rol o'ynaydi [77]. Shuningdek, u shizofreniya kabi surunkali miya kasalliklari, shuningdek Altsgeymer kasalligi kabi neyrodegenerativ kasalliklar bilan bog'liq [78].

To'qimalarga xos patologiyalarda ham saqlanib qolgan, ham insonga xos genlar muhim rol o'ynaydi. Bundan tashqari, tartibga solish va signalizatsiya funktsiyalari bilan boyitilgan bu genlar turli omillarga hujayra reaktsiyasini nazorat qilish uchun uy xo'jaligi genlari bilan o'zaro suhbatlashadi. Shunday qilib, kasallikning boshlanishi, rivojlanishi va rivojlanishining to'liq tasviriga faqat tizim nuqtai nazaridan erishish mumkin. Shu nuqtai nazardan, biz nafaqat kasallikda tez-tez o'zgarib turadigan genlarni (yoki ularning holatini), balki kuzatilgan fenotip (lar)ni ko'rsatish uchun ular o'zaro ta'sir qiladigan to'qimalarga xos va uy-ro'zg'or yo'llarini ham o'rganamiz. Keyingi bo'limda biz ushbu gipotezani batafsilroq tekshiramiz. Biz to'qimalarga xos patologiyalarni bashorat qilish uchun aniqlangan to'qimalarni selektiv genlarning turli kichik to'plamlarining potentsialini o'rganamiz.

Konservatsiyalangan va insonga xos to'qimalarni selektiv genlar orasida to'qimalarga xos patologiyalarning ahamiyatini baholash

Inson patologiyalari uchun to'qimalarni selektiv genlarning bashorat qilish kuchini qo'shimcha o'rganish uchun biz foydalanamiz genetik assotsiatsiya ma'lumotlar bazasi (GAD) kasallik izohlari bizning oltin standartimiz sifatida [79]. Ushbu ma'lumotlar bazasi genetik assotsiatsiyalarni o'rganishdan olingan gen-kasallik assotsiatsiyasini to'playdi. Bundan tashqari, har bir kasallik GAD ma'lumotlar bazasida 19 xil kasallik sinflaridan biriga tayinlangan. Biz to'qimalarni selektiv genlarni kasalliklarni boyitish tahlili uchun DAVID funktsional izohlash vositasidan foydalanamiz [80].

Birinchidan, biz to'qimalarni selektiv genlarning har bir to'plami orasida qaysi kasallik sinflari sezilarli darajada boyitilganligini aniqlashga intilamiz. 4-jadvalda miya va qon selektiv genlarning har bir guruhida boyitilgan kasallik sinflari ko'rsatilgan. Konservalangan qon selektiv genlar asosan saraton kasalliklari bilan boyitilgan bo'lsa, insonga xos qon selektiv genlar asosan immunitetning buzilishi bilan bog'liq. Buni avvalgi natijalarimiz bilan bog'lash mumkin, bu saqlanib qolgan kichik to'plam asosan o'sishni, DNK replikatsiyasini va hujayra siklini tartibga solishda ishtirok etadi, insonga xos genlar esa birinchi navbatda limfotsitlarning ko'payishi va faollashuvida ishtirok etadi. Aksincha, miya-selektiv genlar ular bashorat qila oladigan kasallik sinflari bo'yicha yuqori o'xshashliklarni ko'rsatadi. Konservalangan va insonga xos bo'lgan miya selektiv genlari psixiatrik kasalliklarni bashorat qilishlari mumkin, ammo insonga xos bo'lgan kichik to'plam aniqroq bashorat qiluvchiga o'xshaydi. Boshqa tomondan, nevrologik kasalliklar faqat odamga xos bo'lgan miya-selektiv genlar to'plamida boyitiladi, farmakogenomik va kimyoviy bog'liqlik sifatida tasniflangan kasalliklar konservatsiyalangan genlarning yuqori boyilishini ko'rsatadi.

Miya-selektiv genlarning har bir kichik to'plamida boyitilgan o'ziga xos kasalliklarni umumlashtirish uchun biz barcha aniqlangan kasalliklarni birlashtiramiz va ularni boyitish asosida tartiblaymiz. p-qiymat, agar u faqat bitta to'plamda boyitilgan bo'lsa yoki ularning eng muhimi p-qiymat, agar u ikkala to'plamda boyitilgan bo'lsa. 5-jadvalda odamga xos yoki saqlanib qolgan miya selektiv genlar bilan boyitilgan o'nta kasallik atamalari ko'rsatilgan. Aksariyat hollarda insonga xos genlar saqlanib qolgan genlarga qaraganda miyaga xos patologiyalar bilan ko'proq bog'liqdir. Bundan tashqari, faqat insonga xos genlar orasida boyitilgan shizofreniya, bipolyar buzuqlik va tutilishlar kabi noyob kasalliklar mavjud.

Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, to'qimalarni selektiv genlarning saqlanib qolgan va insonga xos bo'lgan kichik to'plamlari insonning turli kasalliklari bilan sezilarli darajada bog'liq. Biroq, insonga xos bo'lgan kichik to'qimalar to'qimalarga xos patologiyalar bilan yuqori bog'liqlikni ko'rsatadi. Shu maqsadda ular to'qimalarga xos disfunktsiyani keltirib chiqaradigan molekulyar/funktsional mexanizmlarni o'rganish uchun xamirturushdagi tegishli molekulyar konstruktsiyalarga (genlarni kiritish) yo'naltiradi. Bunday mexanizmlar odamlarda sinovdan o'tkazilishi mumkin va agar tasdiqlangan bo'lsa, xamirturush biomarkerlarni va farmakologik va genetik aralashuvlarni keyingi tadqiqotlar uchun eksperimental model bo'lib xizmat qilishi mumkin.


Materiallar va uslublar

Butun genom ketma-ketligini qidirish

92 tuproq bakteriyasining butun genom ketma-ketligi Integrated Microbial Genome Database (Markowitz va boshq., 2012) va NCBI genom ma'lumotlar bazasidan (Benson va boshq., 2006) olingan. Ushbu bakterial turlarni tanlash mavjud adabiyotlar, shu jumladan Bergeyning tizimli bakteriologiya qo'llanmasi (Garrity va boshq., 2001 Brenner va boshq., 2005 Vos va boshqalar, 2009 Krieg va boshqalar) mavjud adabiyotlar bilan maslahatlashgan holda, ularning tuproqda yashash xususiyatini to'liq tasdiqlaganidan keyin amalga oshirildi. ., 2010 Whitman va boshq., 2012) va tegishli genom ma'lumotlari bilan bog'liq metama'lumotlar. Yashash muhiti va izolyatsiya manbasiga oid noto'g'ri metama'lumotlarga ega bo'lgan bakterial turlarning genomlari va kodlash ketma-ketliklarining to'liq bo'lmagan izohlari ataylab tahlildan chetlashtirildi. Tahlil uchun bakterial turlarning genomlari loyihasi ham ko'rib chiqilmagan. Shtamm demarkatsiyasi bo'lmagan turlar ham e'tibordan chetda qoldirildi, chunki "shtamm" bakterial tur tushunchasining ajralmas tarkibiy qismini tashkil qiladi (Rossell'x000F3-Mora va Amann, 2001). Ushbu tadqiqotda ko'rib chiqilgan tanlangan 92 bakteriya turi besh xil taksonomik sinfga (ya'ni Proteobacteria, Firmicutes, Chlorobi, Actinobacteria va Acidobacteria) tegishli bo'lgan butun Eubacterial domenida 20 xil buyurtma va 27 xil oilada tarqalgan. Ushbu organizmlar ro'yxati qo'shimcha 1-jadvalda keltirilgan. Namuna olish xatosini minimallashtirish uchun har bir genom uchun boshlash va tugatish kodonlari to'g'ri bo'lgan genlar ko'rib chiqildi.

16S rRNK geni va maishiy genlar ketma-ketligini olish

16S rRNK genining nukleotidlar ketma-ketligi va uyni saqlash genlari atpD, infB, rpoB, va trpB 92 bakterial nasldan kodon foydalanish profilini o'rganish va filogenetik munosabatlarni aniqlash uchun bir nechta ketma-ketlik hizalamasini (MSA) qurish uchun butun genom ketma-ketligidan qazib olingan.

CUB tahlili

Kodonlarning samarali soni yoki Nc (Rayt, 1990), kodonning uchinchi pozitsiyasidagi GC tarkibi yoki GC3 (Rayt, 1990), hidrofobiklik va gen uzunligi kabi parametrlar hisoblab chiqilgan. Nc eng yaxshi va keng qo'llaniladigan o'lchovlardan biri bo'lib, gendan foydalanish sinonimik kodonlarni teng ishlatishdan qanchalik farq qilishini aniqlaydi (Fuglsang, 2006 Liu, 2013). U 20 dan 61 gacha o'zgarib turadi. 40 dan past Nc qiymati kodondan foydalanish noto'g'riligini ko'rsatadi va 40 dan yuqori bo'lsa, barcha sinonimik kodonlarning teng darajada ishlatilishini ko'rsatadi (Botzman va Margalit, 2011 Pal va boshq., 2015 Vang va boshqalar, 2018 Khandia va boshqalar. ., 2019). GC3 prokaryotlar bo'ylab DNKning moslashuvchanligi va kodon moyilligi bilan bog'liqligi xabar qilingan (Babbitt va boshq., 2014), shuningdek, gen ekspressiyasi va metilatsiyasida tartibga soluvchi rol o'ynaydi (Tatarinova va boshq., 2013). Ushbu tadqiqotda GC3 ham butun genom, ham har bir uy xo'jaligi geni uchun hisoblab chiqilgan. Hidrofobiklik aslida genomda mavjud bo'lgan tegishli gen tomonidan kodlangan hujayra oqsilining tabiatini bashorat qilish uchun ishlatiladi. Noldan past bo'lgan qiymat hidrofilik oqsil mavjudligini va noldan yuqori bo'lgan hidrofobik oqsil mavjudligini ko'rsatadi (Magdeldin va boshq., 2012). Tadqiqotimizda biz ushbu parametrdan kodlangan uy xo'jaligi gen mahsulotlarining fizik atributining hidrofobikligini baholash uchun foydalandik. rpoB, atpD, infB, va trpB gen. Nc va GC3 o'rtasidagi o'zaro bog'liqlikni tasvirlaydigan Nc-syujeti (Rayt, 1990) butun genomda va tuproq bakteriyalarining uy sharoitida mavjud bo'lgan o'ziga xos va genlararo sinonimik kodon foydalanish naqshidagi o'zgarishlarni aniqlash uchun tuzilgan. Nc syujeti CUBni shakllantiradigan mexanik kuchlarni va genning heterojenligini kodon tarafkashligi va asos tarkibidan foydalangan holda tushuntirish uchun keng qo'llaniladi (Sun va boshq., 2016 Vang va boshq., 2018 Khandia va boshq., 2019). Ushbu tadqiqotda yuqorida ko'rsatilgan parametrlar INCA (Supek va Vlahovicek, 2004) va CodonW (Peden, 1999) yordamida butun genomlar va uy xo'jaligi genlari uchun taxmin qilingan.

Bir nechta ketma-ketlikni tekislash (MSA) yaratish

16S rRNK genlarining MSA'lari va 92 turdagi bakteriyaning to'rtta uy xo'jaligi genlari EMBL-EBI veb-saytida joylashgan Clustal Omega veb-interfeysi yordamida tayyorlangan (https://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalo /). Clustal Omega - bu urug'li hidoyat daraxtlari va HMM profil profili texnikasidan foydalangan holda bir nechta ketma-ketliklar o'rtasida tekislashni ishlab chiqaradigan MSA vositasi (Sievers va boshq., 2011).

Filogenetik tahlil

16S rRNK geni va to'rtta uy xo'jaligi genlari yordamida filogenetik xulosalar maksimal ehtimollik (ML) usuli yordamida chiqarildi. Aniqlik, vaqt va qulaylik nuqtai nazaridan, ML usuli evolyutsion munosabatlarga oid ma'lumotlarni taqdim etadigan eng to'g'ri daraxtni baholash usullaridan biri sifatida qabul qilinadi (Mulet va boshq., 2010). Bundan tashqari, bu usul ehtimollik funktsiyasidan foydalanadi va filogrammalardagi juftlik masofalarini aniqlash uchun osongina ishlatilishi mumkin (Rong va Huang, 2014). Evolyutsion modellar (yoki nukleotidlarni almashtirish modellari) har bir gen uchun ML kabi usullardan foydalangan holda molekulyar filogenetikaning asosiy komponenti bo'lganligi sababli, evolyutsiyaning optimal modeli MEGA 6.0 ning model sinov funktsiyasidan foydalangan holda tanlangan (Kumar va boshq., 2008). ). Bayes ma'lumot mezoni (BIC) qiymati model tanlashning muhim mezoni sifatida qabul qilingan va eng past BIC qiymatini ko'rsatadigan modellar optimal modellar sifatida tanlangan (Posada va Bakli, 2004 Posada, 2009 Luo va boshq., 2010). Filogenetik daraxtlar MEGA 6.0 yordamida qurilgan (Kumar va boshq., 2008). Ushbu tadqiqotda ko'rib chiqilgan to'rtta uy xo'jaligi genlari uchun gamma (G) bilan umumiy vaqtni qayta tiklash modeli (Nei va Kumar, 2000) saytlar o'rtasida tezlik o'zgarishini, shuningdek o'zgarmas saytlarning (I) yoki GTR + G + +  BIC ball asosida x0002B I modeli optimal deb topildi. 16S rRNK geniga asoslangan filogenetik daraxt Kimura 2 parametrli modeli (Kimura, 1980) asosida xulosa qilingan. 1000 nusxadan (Felsenstein, 1985) olingan bootstrap konsensus daraxti tahlil qilingan taksonlarning evolyutsion tarixini ifodalash uchun olingan. Filogenetik daraxtlarning vizualizatsiyasi va izohlari Interactive Tree of Life (iTOL) ver. 4.4.2 https://itol.embl.de/ saytida mavjud (Letunic va Bork, 2007, 2019). Filogenetik daraxtlarni o'z ichiga olgan xom ma'lumotlar va yuklash yordami Nyuik formatida qo'shimcha fayllar sifatida taqdim etiladi.


Yuqorida ko'rib turganingizdek, kuchaytirgichlar minglab tayanch juftlari uzoqda joylashgan genlarning promouterlarini yoqishi mumkin. Izolyatorlar kuchaytirgichning xromosomaning o'sha hududidagi boshqa genning promotoriga noto'g'ri ulanishi va faollashishiga to'sqinlik qiladi.

  • DNKning cho'zilishi (kamida 42 ta asosiy juftlik hiyla-nayrang qilishi mumkin)
  • orasida joylashgan
    • kuchaytirgich(lar) va promouter(lar) yoki
    • susturucu(lar) va promouter(lar)i

    Delta zanjiri genining promouteri uchun kuchaytiruvchi gamma/delta antigen uchun T-hujayra retseptorlari (TCR) ning alfa zanjiri uchun promouterga yaqin joylashgan alfa/beta TCR (odamlarda 14-xromosomada). T xujayrasi birini yoki boshqasini tanlashi kerak. Alfa gen promotori va delta gen promotori o'rtasida izolyator mavjud bo'lib, birining faollashuvi ikkinchisiga tarqalmasligini ta'minlaydi.

    Umurtqali hayvonlarda hozirgacha topilgan barcha izolyatorlar faqat ular bilan bog'langanda ishlaydi CTCF oqsil. Yana bir misol: Sutemizuvchilarda (sichqonlar, odamlar, cho'chqalar) faqat allel uchun insulinga o'xshash o'sish omili - 2 (IGF2) otadan meros bo'lgan faol, onadan meros bo'lib qolgan &mdash hodisa deyiladi. bosib chiqarish.

    Mexanizm: ona allelining o'rtasida izolyator mavjud IGF2 targ'ibotchi va kuchaytiruvchi. Otaning alleli ham shunday, lekin uning holatida izolyator metillangan. CTCF endi izolyatorga bog'lana olmaydi, shuning uchun kuchaytirgich endi otaning izolyatorini yoqishi mumkin. IGF2 targ'ibotchi.

    Cho'chqalarning ko'plab tijorat ahamiyatli navlari skelet mushaklarining yog'ga nisbatini oshiradigan genni o'z ichiga olgan holda etishtirilgan. Bu gen ketma-ketlashtirilgan va allel bo'lib chiqdi IGF2, uning birida bitta nuqta mutatsiyasi mavjud intronlar. Ushbu mutatsiyaga ega bo'lgan cho'chqalar yuqori darajada ishlab chiqaradi IGF2 mRNK ularning skelet mushaklarida (lekin ularning jigarida emas). Bu bizga shuni aytadi:

    • Mutatsiyalar fenotipga ta'sir qilish uchun genning oqsil kodlovchi qismida bo'lishi shart emas.
    • Genning kodlanmagan qismlaridagi mutatsiyalar bu genning qanday ekanligiga ta'sir qilishi mumkin tartibga solingan (bu erda mushakdagi o'zgarish, lekin jigarda emas).

    Genlar taqdir emas

    Genlar inson fiziologiyasi, rivojlanishi va moslashuvining barcha jihatlariga ta'sir qiladi. Semirib ketish bundan mustasno emas. Semirib ketishga hissa qo'shadigan o'ziga xos genlar va "genetik muhitning o'zaro ta'siri" miqyosi, bizning genetik tarkibimiz va hayot tajribamiz o'rtasidagi murakkab o'zaro bog'liqlik haqida nisbatan kam narsa ma'lum.

    2014 yilgi tadqiqot shuni ko'rsatdiki, qizarib pishgan ovqat iste'moli semizlik bilan bog'liq genlar bilan o'zaro ta'sir qilishi mumkin, bu semirishga genetik moyil bo'lgan odamlarda qovurilgan ovqat iste'molini kamaytirish muhimligini ta'kidladi. (21)Odamning semirish genlarini izlash bir necha o'n yillar oldin boshlangan. Molekulyar biologiyaning jadal rivojlanishi va inson genomi loyihasining muvaffaqiyati qidiruvni kuchaytirdi. Bu ish semizlikning juda kam uchraydigan, bir genli shakllari uchun mas'ul bo'lgan bir qancha genetik omillarni yoritib berdi. Rivojlanayotgan tadqiqotlar, shuningdek, o'nlab, balki yuzlab genlar ta'sirida bo'lgan "umumiy" semirishning genetik asoslarini aniqlashga kirishdi. Bundan tashqari, ba'zi oziq-ovqatlar va semirish o'rtasidagi munosabatlarni o'rganish dieta, genlar va semirish o'rtasidagi o'zaro ta'sirni ko'proq yoritib beradi.

    Ushbu dastlabki topilmalardan borgan sari aniq bo'lgan narsa shundaki, hozirgacha aniqlangan genetik omillar semirish xavfiga ozgina hissa qo'shadi va bizning genlarimiz bizning taqdirimiz emas: "semizlik genlari" deb ataladigan ko'p odamlar buni qilmaydi. ortiqcha vaznga ega bo'lib, sog'lom turmush tarzi bu genetik ta'sirlarga qarshi turishi mumkin. Ushbu maqolada semizlikning rivojlanishiga genlar va gen-atrof-muhitning o'zaro ta'siri qisqacha tavsiflanadi.

    Bitta gendagi mutatsiyalar natijasida yuzaga keladigan semizlikning kam uchraydigan shakllari (monogen semizlik)

    Semirib ketishning bir nechta kam uchraydigan shakllari monogen mutatsiyalar deb ataladigan yagona genlardagi spontan mutatsiyalar natijasida yuzaga keladi. Bunday mutatsiyalar ishtahani nazorat qilish, oziq-ovqat iste'mol qilish va energiya gomeostazida muhim rol o'ynaydigan genlarda, birinchi navbatda, leptin gormoni, leptin retseptorlari, proopiomelanokortin va melanokortin-4 retseptorlari va boshqalarni kodlaydigan genlarda topilgan. . (1)

    Semirib ketish, shuningdek, Prader-Villi va Bardet-Biedl sindromlari kabi mutatsiyalar yoki xromosoma anomaliyalari natijasida kelib chiqqan bir nechta genetik sindromlarning o'ziga xos belgisidir. Ushbu sindromlarda semirish ko'pincha aqliy zaiflik, reproduktiv anomaliyalar yoki boshqa muammolar bilan birga keladi. (2)

    “Umumiy semizlik” Ko'p genlardagi mutatsiyalar sabab bo'ladi

    21-asrda semizlik boy va kambag'al, o'qimishli va o'qimagan, g'arblashgan va g'arblashgan jamiyatlarga ta'sir qiladigan sog'liq muammosidir. Tana yog'i darajasi odamdan odamga farq qiladi, ammo ba'zi odamlar har doim boshqalarga qaraganda bir oz ko'proq tana yog'ini olib yurishadi. Hayvonlar modellari, odamlarning o'zaro bog'liqligi, egizak tadqiqotlari va katta populyatsiyalar assotsiatsiyasini o'rganishdan olingan dalillar semirishga moyilligimizdagi bu o'zgarish genetik komponentga ega ekanligini ko'rsatadi. Ammo bitta gen tomonidan boshqarilishidan ko'ra, umumiy semirishga moyillik ko'plab genlar (poligenik) tomonidan ta'sir qiladi deb hisoblanadi.

    Egizak tadqiqotlar umumiy semirishning genetikasi haqida ba'zi tushunchalarni taklif qiladi. 25 000 dan ortiq egizak juftlik va 50 000 biologik va farzand asrab oluvchi oila aʼzolari maʼlumotlariga asoslanib, tana massasi indeksi (BMI) boʻyicha oʻrtacha korrelyatsiya boʻyicha hisob-kitoblar monozigotik (bir xil” egizaklar uchun 0,74, dizigotiklar uchun 0,32 ni tashkil qiladi. 8221) egizaklar, aka-uka uchun 0,25, ota-nasl juftligi uchun 0,19, farzand asrab oluvchi qarindoshlar uchun 0,06 va er-xotinlar uchun 0,12. (3) Monozigot egizaklar o'rtasidagi BMI uchun kuchli korrelyatsiya va uning umumiy genlarning kamroq darajasi bilan zaiflashishi BMIga kuchli genetik ta'sir ko'rsatadi. Biroq, bu xulosa bir xil va aka-uka egizaklar bir xil darajada umumiy muhitga ega degan taxminga asoslanadi va bu amalda mavjud bo'lmasligi mumkin bo'lgan taxmindir.

    Semirib ketish bilan bog'liq genlarni aniqlash uchun genom-keng assotsiatsiya tadqiqotlaridan foydalanish

    Genom bo'ylab assotsiatsiya tadqiqoti ma'lum bir kasallik bilan bog'liq bo'lishi mumkin bo'lgan gen o'zgarishlarini topish uchun minglab shaxslarning to'liq DNK to'plamlari bo'ylab yuz minglab genetik belgilarni skanerlaydi. Ushbu tadqiqotlar semirish kabi keng tarqalgan, murakkab kasalliklarda rol o'ynaydigan gen o'zgarishlarini topish uchun ishlatilishi mumkin. Ko'pincha, genni kodlaydigan DNKning faqat bitta kichik qismidagi o'zgarish genning harakatini o'zgartirishi mumkin. "Gen variantlari" yoki "yagona nukleotidli polimorfizmlar" (SNP) deb ataladigan bu kichik DNK o'zgarishlari ko'pincha kasallik xavfi bilan bog'liq.

    2007-yilda tadqiqotchilar genom boʻyicha assotsiatsiyani oʻrganishdan foydalangan holda 16-xromosomadagi “yogʻ massasi” va “semizlik bilan bogʻliq” (FTO) genida birinchi semizlik bilan bogʻliq gen variantlarini aniqladilar. (4, 5) Bu gen variantlari juda tez-tez uchraydi va uni olib yuradigan odamlarda semizlik xavfi bo'lmaganlarga qaraganda 20-30 foizga yuqori. Tadqiqotchilar aniqlagan semizlik bilan bog'liq ikkinchi gen varianti melanokortin-4 retseptorlari geniga yaqin bo'lgan 18-xromosomada yotadi (monogen semizlikning noyob shakli uchun mas'ul bo'lgan gen). (6, 7)

    Bugungi kunga kelib, genom bo'ylab assotsiatsiya tadqiqotlari tana massasi indeksi bilan bog'liq bo'lgan 12 xromosomada 30 dan ortiq nomzod genlarni aniqladi. (8󈝶) Shuni yodda tutish kerakki, hatto bu nomzod genlarning eng istiqbollisi FTO, semizlikka gen bilan bog'liq sezuvchanlikning faqat kichik bir qismini tashkil qiladi. (11)

    Gen va atrof-muhitning o'zaro ta'siri: nega irsiyat taqdir emas

    Semizlikning butun dunyo bo'ylab tez tarqalishini genetik o'zgarishlar tushuntirib berolmaydi. (1) Buning sababi shundaki, “genofondning populyatsiyadagi turli genlarning chastotasi ko'p avlodlar uchun ancha barqaror bo'lib qoladi. Yangi mutatsiyalar yoki polimorfizmlarning tarqalishi uchun uzoq vaqt kerak bo'ladi. Xo'sh, agar bizning genlarimiz deyarli bir xil bo'lib qolgan bo'lsa, so'nggi 40 yil ichida semirib ketish darajasi o'sib borayotganida nima o'zgardi? Bizning atrof-muhit: biz qancha ovqatlanayotganimiz va qanchalik faol ekanligimizga ta'sir qiluvchi jismoniy, ijtimoiy, siyosiy va iqtisodiy muhit. Odamlarning ortiqcha ovqatlanishini osonlashtiradigan va odamlarning etarlicha jismoniy faolligini qiyinlashtiradigan atrof-muhit o'zgarishlari so'nggi paytlarda ortiqcha vazn va semirib ketishning kuchayishida asosiy rol o'ynadi. (12)

    Semirib ketish bilan bog'liq gen va atrof-muhit o'zaro ta'siri bo'yicha ishlar hali boshlang'ich bosqichida. Hozirgacha dalillar genetik moyillik taqdir emasligini ko'rsatmoqda - "semizlik genlari" ga ega bo'lgan ko'p odamlar ortiqcha vaznga ega bo'lmaydilar. To'g'rirog'i, sog'lom ovqatlanish va etarli jismoniy mashqlar qilish gen bilan bog'liq semirish xavfini bartaraf qilishi mumkin.

    Masalan, 2008 yilda Andreasen va uning hamkasblari jismoniy faollik FTO ning keng tarqalgan varianti bo'lgan bir semizlikni rag'batlantiruvchi genning ta'sirini bartaraf etishini ko'rsatdi. 17 058 daniyalikda o'tkazilgan tadqiqot semizlikni rag'batlantiruvchi genni tashuvchi va faol bo'lmagan odamlarning BMI ko'rsatkichlari faol bo'lmagan gen varianti bo'lmagan odamlarga qaraganda yuqori ekanligini aniqladi. Semirib ketishga irsiy moyillikka ega bo'lish faol odamlar uchun muhim emasdek tuyulardi: ularning BMI ko'rsatkichlari semizlik geniga ega bo'lmagan odamlarnikidan past yoki yuqori emas edi. (15)

    FTO geni, jismoniy faollik va semizlik o'rtasidagi munosabatlarga oid keyingi ishlar qarama-qarshi natijalar berdi. (16󈝾) Aniqroq javobga erishish uchun tadqiqotchilar yaqinda kattalardagi 45 ta tadqiqot va bolalarda 9 ta tadqiqot ma'lumotlarini birlashtirib, qayta tahlil qildilar - jami 240 000 ga yaqin. (19) Ular semizlikni rag'batlantiruvchi FTO gen variantini tashuvchi odamlarda semizlik xavfi bo'lmaganlarga qaraganda 23 foizga yuqori ekanligini aniqladilar. Ammo yana bir bor jismoniy faollik xavfni kamaytirdi: semirishni rag'batlantiruvchi genni tashuvchi faol kattalar, bu genni tashuvchi faol bo'lmagan kattalarga qaraganda semirish xavfi 30 foizga kam edi.

    Aksariyat odamlar, ehtimol, oila tarixi va etnik kelib chiqishiga qarab, semirishga genetik moyillikka ega. Genetik moyillikdan semirishning o'ziga o'tish odatda ovqatlanish, turmush tarzi yoki boshqa atrof-muhit omillarini o'zgartirishni talab qiladi. Ushbu o'zgarishlarning ba'zilari quyidagilarni o'z ichiga oladi:

    • kunning barcha soatlarida va oziq-ovqat sotilmaydigan joylarda, masalan, yoqilg'i quyish shoxobchalari, dorixonalar va ofis jihozlari do'konlarida tayyor oziq-ovqat mavjudligi
    • ishda, uy ishlarida va bo'sh vaqtlarda, ayniqsa bolalarda jismoniy faollikning keskin pasayishi
    • televizor ko'rish, kompyuterdan foydalanish va boshqa harakatsiz ishlarni bajarishga sarflangan vaqtni ko'paytirish va
    • yuqori darajada qayta ishlangan oziq-ovqatlar, tez ovqatlanish va shakar bilan shirin ichimliklar oqimi, ularni targ'ib qiluvchi hamma joyda marketing kampaniyalari.

    Xulosa: Sog'lom muhit va turmush tarzi gen bilan bog'liq xavflarga qarshi turishi mumkin

    Semirib ketishga genetik hissa qo'shadigan, ayniqsa, keng tarqalgan semizlik va gen-atrof-muhit o'zaro ta'sirini yaxshiroq tushunish semirishga olib keladigan sabab yo'llarini yaxshiroq tushunishga yordam beradi. Bunday ma'lumotlar bir kun kelib semirishning oldini olish va davolash uchun istiqbolli strategiyalarni berishi mumkin. Ammo shuni yodda tutish kerakki, umuman olganda, semizlik xavfiga genlarning hissasi kichik, toksik oziq-ovqat va faoliyat muhitimizning hissasi juda katta. Bir olim yozganidek, “Genlar kimning semirib ketishini birgalikda aniqlashi mumkin, ammo bizning atrof-muhitimiz qanchalar semirishini aniqlaydi.” (20) Shuning uchun semirishning oldini olish bo'yicha harakatlar sog'lom tanlovlarni oson tanlash uchun atrof-muhitimizni o'zgartirishga qaratilishi kerak. , Barcha uchun.

    Ma'lumotnomalar

    1. Xu F. Semirib ketishning genetik prognozlari. In: Hu F, ed. Semirib ketish epidemiologiyasi. Nyu-York shahri: Oksford universiteti nashriyoti, 2008 437-460.

    2. Farooqi S, O’Rahilly S. Odamlarda semizlikning genetikasi. Endocr Rev. 2006 27:710-18.

    3. Maes HH, Neale MC, Eaves LJ. Nisbiy tana og'irligi va odamning yog'lanishidagi genetik va ekologik omillar. Genetga o'zini tuting. 1997 27:325-51.

    4. Dina C, Meyre D, Gallina S va boshqalar. FTO ning o'zgarishi bolalik semizligiga va kattalar semirishiga yordam beradi. Nat Genet. 2007 39:724-6.

    5. Frayling TM, Timpson NJ, Weedon MN va boshqalar. FTO genidagi keng tarqalgan variant tana massasi indeksi bilan bog'liq va bolalik va kattalardagi semirishga moyil bo'ladi. Fan. 2007 316:889-94.

    6. Loos RJ, Lindgren CM, Li S va boshqalar. MC4R yaqinidagi keng tarqalgan variantlar yog 'massasi, vazni va semirish xavfi bilan bog'liq. Nat Genet. 2008 40:768-75.

    7. Qi L, Kraft P, Hunter DJ, Hu FB. MC4R geniga yaqin bo'lgan keng tarqalgan semizlik varianti ayollarda umumiy energiya va parhez yog'larini ko'proq iste'mol qilish, vazn o'zgarishi va diabet xavfi bilan bog'liq. Hum Mol Genet. 2008 17:3502-8.

    8. O’Rahilly S. Inson genetikasi metabolik kasallik yo'llarini yoritadi. Tabiat. 2009 462:307-14.

    9. Speliotes EK, Willer CJ, Berndt SI va boshqalar. 249 796 kishining assotsiatsiyasi tahlillari tana massasi indeksi bilan bog'liq o'n sakkizta yangi joyni aniqlaydi. Nat Genet. 2010 42:937-48.

    10. Heid IM, Jekson AU, Randall JC. Meta-tahlil bel-kestirib nisbati bilan bog'liq 13 ta yangi lokusni aniqlaydi va yog 'tarqalishining genetik asoslarida jinsiy dimorfizmni ochib beradi. Nat Genet. 2010 42:949-60.

    11. Walley AJ, Asher JE, Froguel P. Sindromik bo'lmagan odamning semirishiga genetik hissa. Nat Rev Genet. 2009 10:431-42.

    12. Qi L, Cho YA. Gen-muhitning o'zaro ta'siri va semirish. Nutr Rev. 2008 66:684-94.

    15. Andreasen CH, Stender-Petersen KL, Mogensen MS va boshqalar. Kam jismoniy faollik FTO rs9939609 polimorfizmining tanadagi yog 'to'planishiga ta'sirini kuchaytiradi. Qandli diabet. 2008 57:95-101.

    16. Rampersaud E, Mitchell BD, Pollin TI va boshqalar. Jismoniy faollik va umumiy FTO gen variantlarining tana massasi indeksi va semirish bilan bog'liqligi. Arch Intern Med. 2008 168:1791-7.

    17. Ruiz JR, Labayen I, Ortega FB va boshqalar. FTO rs9939609 polimorfizmining o'smirlarda jismoniy faollik bilan umumiy va markaziy tana yog'iga ta'sirini susaytirish: HELENA tadqiqoti. Arch Pediatr Adolesc Med. 2010 164:328-33.

    18. Jonsson A, Renstrom F, Lyssenko V va boshqalar. FTO varianti (rs9939609) va jismoniy faollik o'rtasidagi o'zaro ta'sirning 15,925 shved va 2,511 Finlyandiyada semizlikka ta'sirini baholash. Qandli diabet. 2009 52:1334-8.

    19. KilpelinenTO, Qi L, Brage S va boshqalar. Jismoniy faollik FTO variantlarining semirish xavfiga ta'sirini susaytiradi: 218,166 kattalar va 19,268 bolalarning meta-tahlili. PLoS Med. 20118: e1001116. Epub 2011 yil 1-noyabr.

    20. Veerman JL. Semirib yuboradigan genlarni tekshirishning befoydaligi haqida. PLoS Med. 2011 yil 8-noyabr (11): e1001114. Epub 2011 yil 1-noyabr.

    21. Qi, Q, Chu, AY, Kang, JH, Huang, J, Rose, LM, Jensen, MK, Liang, L, Curhan, GC, Pasquale, LR, Wiggs, JL, De Vivo, I, Chan, AT , Choi, HK, Tamimi, RM, Ridker, PM, Hunter, DJ, Willett, WC, Rimm, EB, Chasman, DI, Xu, FB, Qi, L. (2014). Qovurilgan oziq-ovqat iste'moli, genetik xavf va tana massasi indeksi: AQShning uchta kohort tadqiqotida gen-diet o'zaro ta'sirini tahlil qilish. BMJ 19348: g1610.

    22. Asai M Ramachandrappa S Yoaxim M Shen Y Chjan R Nuthalapati N Ramanathan V Strochlic, DE Ferket P Linhart K, Xo C Novoselova, TV Garg S Ridderstr


    Qishloq xo'jaligi va tibbiyotda biologiya biotexnologik qo'llanilishi uchun CBSE 12-sinf uchun muhim savollar

    1. Biotexnologiya asosan biofarmatsevtika va biologik mahsulotlarni sanoat miqyosida ishlab chiqarish bilan shug'ullanadi. Biotexnologiyaning qo'llanilishi terapevtik, diagnostika, qishloq xo'jaligi uchun genetik jihatdan o'zgartirilgan ekinlar, qayta ishlangan oziq-ovqat, bioremediatsiya, chiqindilarni qayta ishlash va energiya ishlab chiqarishni o'z ichiga oladi.

    2. Biotexnologiya quyidagi uchta muhim tadqiqot sohasiga ega:
    (i) Yaxshilangan organizm, odatda mikrob yoki sof ferment shaklida eng yaxshi katalizatorni ta'minlash.
    (ii) Katalizatorning ishlashi uchun muhandislik orqali optimal sharoitlarni yaratish.
    (iii) Protein/organik birikmani tozalash uchun quyi oqim texnologiyalari.

    3. Qishloq xo'jaligida biotexnologik qo'llanmalar
    (i) Qishloq xo'jaligida biotexnologiyani qo'llash quyidagi uchta variantni o'z ichiga oladi:

    • Agrokimyoga asoslangan qishloq xo'jaligi.
    • Organik qishloq xo'jaligi.
    • Genetik muhandislik asosidagi qishloq xo'jaligi.

    (ii) Yashil inqilob quyidagilardan foydalanish tufayli oziq-ovqat ishlab chiqarishni ko'paytirdi:

    • Yaxshilangan ekin navlari.
    • Agrokimyoviy moddalar (o'g'itlar va pestitsidlar).
    • Yaxshiroq boshqaruv amaliyotlari.

    (iii) Genetik jihatdan o'zgartirilgan organizmlar (GMO) - genlari manipulyatsiya natijasida o'zgartirilgan o'simliklar, hayvonlar, bakteriyalar va zamburug'lar.
    (iv) o'simliklardagi genetik modifikatsiya quyidagilarga olib keldi:

    • Ekinlar sovuq, qurg'oqchilik, tuz, issiqlik va boshqalar kabi abiotik stresslarga nisbatan ko'proq bardoshli bo'ldi.
    • Kimyoviy pestitsidlarga bog'liqlik kamayadi, ya'ni zararkunandalarga chidamli ekinlar.
    • O'rim-yig'imdan keyingi yo'qotishlar kamaydi.
    • O'simliklarda minerallardan foydalanish samaradorligi oshdi (tuproq unumdorligini yo'qotishning oldini olish).
    • Oziq-ovqatning ozuqaviy qiymati kuchayadi, masalan. A vitamini bilan boyitilgan guruch.
    • Tikuvchi zavodlar sanoatni kraxmal, yoqilg'i va farmatsevtika ko'rinishidagi muqobil resurslar bilan ta'minlash uchun GM zavodlaridan foydalangan holda yaratilgan.
    • (v) Qishloq xo'jaligida biotexnologiyaning ba'zi qo'llanilishi zararkunandalarga chidamli o'simliklar ishlab chiqarishdir, bu esa ishlatiladigan pestitsidlar miqdorini kamaytiradi.
      Bt toksini bakteriya tomonidan ishlab chiqariladi va hasharotlarga qarshilik ko'rsatish uchun o'simliklarda ifodalanadi, amalda biopestisid yaratiladi, masalan. Bt paxta, Bt makkajo'xori, oltin guruch, pomidor, kartoshka va soya va boshqalar.
    • Bt paxta bakteriyaning ba'zi shtammlari, Bacillus thuringiensis (Bt - qisqa shakl) yordamida yaratilgan.
    • Bu bakteriya lepidopteranlar (tamaki, kurtaklar va armyworm), koleopteranlar (qo'ng'izlar) va dipteranlar (chivinlar va chivinlar) kabi ba'zi hasharotlarni o'ldiradigan oqsillarni ishlab chiqaradi.
    • thuringiensis o'sishining ma'lum bir bosqichida oqsil kristallarini hosil qiladi. Ushbu kristallarda zaharli insektitsid oqsili mavjud.
    • Bt toksin oqsili faol bo'lmagan protoksinlar sifatida mavjud, ammo hasharotlar faol bo'lmagan toksinni iste'mol qilgandan so'ng, u kristallarni eriydigan ichakning ishqoriy pH tufayli faol toksin shakliga aylanadi.
    • Faollashgan toksin o'rta ichak epitelial hujayralari yuzasiga bog'lanadi va hujayra shishishi va lizisini keltirib chiqaradigan teshiklarni hosil qiladi, bu esa hasharotlarning o'limiga olib keladi.
    • Maxsus Bt toksin genlari Bacillus thuringiensis dan ajratilgan va paxta sifatida bir nechta ekin o'simliklariga kiritilgan.
    • Ko'pgina Bt toksinlari hasharotlar guruhiga xosdir. Toksin cry, g nomli gen tomonidan kodlangan. genlar tomonidan kodlangan oqsillar IAc yig'laydi va yig'laydi IIAb g'o'za qurtlarini nazorat qiladi va yig'laydi IAb makkajo'xorini boshqaradi.

    (vi) Zararkunandalarga chidamli o'simliklar biotexnologik jarayonlar yordamida ishlab chiqilgan.

    • Meloidogyne incognita nematodasi tamaki o'simliklarining ildizlarini yuqtiradi, bu esa tamaki ishlab chiqarishni kamaytiradi.
    • RNK aralashuvi (RNKi) jarayoni hujayralarni himoya qilish uchun ishlatiladi. Bu qo'shimcha dsRNK tufayli ma'lum bir mRNKni o'chirishni o'z ichiga oladi. U barcha eukaryotik organizmlarda hujayralarni himoya qilish usuli sifatida uchraydi.
    • dsRNK bog'laydi va mRNKning tarjimasini oldini oladi (o'chirish).
    • Ushbu qo'shimcha RNKning manbai RNK genomlariga ega bo'lgan viruslar yoki RNK oraliq mahsuloti orqali ko'payadigan mobil genetik elementlar (transpozonlar) bilan infektsiya bo'lishi mumkin.
    • Agrobacteriumvektorlar nematodaga xos genlarni xos o'simlikka kiritish uchun ishlatiladi. U xost hujayralarida sezuvchi va anti-sezgi RNK hosil qiladi.
    • Ushbu ikkita RNK bir-birini to'ldiradi va RNKni boshlaydigan ikki zanjirli RNK (rfsRNK) hosil qiladi va shuning uchun nematodaning o'ziga xos mRNKsini o'chiradi.
    • Parazit o'ziga xos interferent RNKni ifodalovchi transgen xostda yashay olmaydi. Shunday qilib, transgen o'simlik o'zini parazitdan himoya qiladi.

    4. Tibbiyotda biotexnologik qo'llanilishi xavfsiz va samaraliroq terapevtik dori vositalarini ommaviy ishlab chiqarish imkonini berib, sog'liqni saqlash sohasiga katta ta'sir ko'rsatdi.

    • Rekombinant terapevtiklar noinsoniy manbalardan ajratilgan shunga o'xshash mahsulotlarda bo'lgani kabi, istalmagan immunologik reaktsiyalarni keltirib chiqarmaydi.
    • Hozirgi vaqtda dunyo bo'ylab 30 ga yaqin rekombinant terapevtiklar inson foydalanishi uchun tasdiqlangan. Hindistonda ulardan 12 tasi hozirda sotilmoqda.

    I. Genetika asosida ishlab chiqarilgan insulin kattalardagi diabetni davolash uchun etarli miqdorda insulin mavjudligiga olib keladi.
    (a) Qandli diabet uchun ishlatiladigan insulin ilgari so'yilgan qoramol va cho'chqalarning oshqozon osti bezidan olingan. Bu ba'zi bemorlarda allergiya yoki boshqa reaktsiyalarni keltirib chiqardi.
    (b) Insulin ikkita qisqa polipeptid zanjiridan, ya'ni A va B zanjiridan iborat bo'lib, ular disulfid ko'prigi bilan bog'langan.

    (c) Sutemizuvchilarda insulin progormon sifatida sintezlanadi (u to'liq etuk va funktsional gormon bo'lishidan oldin uni qayta ishlash kerak), bu gormon deb ataladigan qo'shimcha cho'zilishni o'z ichiga oladi. C-peptid.
    (d) C-peptid etuk insulinda mavjud emas $nd insulinga yetilganda chiqariladi. Shunday qilib, rDNK usullaridan foydalangan holda insulin ishlab chiqarishning asosiy muammosi insulinni etuk shaklga yig'ish edi.
    (e) Eli Lilli Amerika kompaniyasi 1983 yilda inson insulinining A va B zanjirlariga mos keladigan ikkita DNK ketma-ketligini tayyorladi va ularni insulin zanjirlarini ishlab chiqarish uchun E. coli plazmidlariga kiritdi. A va B zanjirlari alohida ishlab chiqarilgan, ekstraksiya qilingan va inson insulinini hosil qilish uchun disulfid aloqalarini yaratish orqali birlashtirilgan.
    II. Genetik muhandislik orqali vaktsinalarni ishlab chiqarish bunday vaktsinalar rekombinant vaktsinalar deb ham ataladi, ular "subbirlik vaktsinalari" yoki "ikkinchi avlod vaktsinalari" deb ham ataladi, masalan, gepatit-B. Bular ikki xil:
    (a) Proteinli vaktsinalar emlashda rDNK tomonidan ishlab chiqarilgan o'ziga xos proteindan foydalanish.
    (b) DNK vaktsinalar immunologik javob hosil qilish uchun vaktsina sifatida AOK qilinadigan genetik jihatdan yaratilgan DNKdan foydalanadi.
    Gepatitga qarshi vaktsina tarkibida virusli konvert oqsili, gepatit-B sirt antijeni (HB8 Ag). Bu gen xamirturush vektorlaridan ajratilgan.
    Patogenlardan ajratilgan ba'zi protein kodlovchi genlar ham kiritilgan va o'simliklarda ifodalangan antijenlarni ishlab chiqaradi va ular qutulish mumkin bo'lgan vaktsinalar deb ham ataladi.
    III. Gen terapiyasi bolada yoki embrionda tashxis qo'yilgan gen nuqsonlarini tuzatishga imkon beruvchi usullar to'plamidir.
    (a) Kasallikni davolash uchun genlar odamning hujayralari va to'qimalariga kiritiladi.
    (b) Genetik nuqsonni tuzatish funktsiyani o'z zimmasiga olishi va ishlamaydigan genni qoplash uchun individual yoki embrionga normal genni etkazib berishni o'z ichiga oladi.
    (c) Adenozin deaminaza (ADA) etishmovchiligi bo'lgan to'rt yoshli qizga birinchi gen terapiyasi o'tkazildi. M Iltimos va WF Andresko 1990-yillarda

    • ADA adenozin deaminaza genini yo'q qilish natijasida yuzaga keladi.<
      Ba'zi bolalarda ADA etishmovchiligini suyak iligi transplantatsiyasi va fermentlarni almashtirish terapiyasi bilan davolash mumkin, ammo ularni to'liq davolash mumkin emas.
      (d) quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi:
    • Gen terapiyasining birinchi bosqichida bemorning qonidan limfotsitlar tanadan tashqarida o'stiriladi.
    • Keyinchalik bu limfotsitlarga funktsional ADA cDNK (retrovirus vektor yordamida) kiritiladi, keyinchalik ular bemorga qaytariladi.
    • Bu hujayralar o'lmas emasligi sababli, bemorga bunday genetik muhandislik limfotsitlarining davriy infuzioni talab qilinadi.
    • Agar ADA ishlab chiqaradigan suyak iligi hujayralaridan ajratilgan gen hujayralarga embrionning dastlabki bosqichlarida kiritilsa, bu doimiy davo bo'lishi mumkin.
    • Gen terapiyasi bilan davolash mumkin bo'lgan ba'zi boshqa kasalliklar gemofiliya, kist fibroz, Parkinson kasalligi va boshqalar.

    (IV) Molekulyar diagnostika kasalliklarni erta tashxislash va davolash muammosini hal qilishga yordam beradi.
    (a) An'anaviy diagnostika usullaridan foydalangan holda (zardob va siydik tahlillari) kasalliklarni erta aniqlash mumkin emas.
    (b) Ushbu muammoni bartaraf etish uchun kasalliklarni erta aniqlashni ta'minlaydigan ba'zi molekulyar diagnostika usullari ishlab chiqildi. Bular quyidagilar:
    (i) Polimeraza zanjiri reaktsiyasi (PCR) kasalliklar yoki patogenlarni ularning nuklein kislotasini kuchaytirish orqali erta aniqlashga yordam beradi.
    Qonda patogenlarning past konsentratsiyasi (bakteriyalar, viruslar va boshqalar) uni aniqlashga imkon bermaydi.
    PCR bunday patogenlarning nuklein kislotalarini ularning konsentratsiyasi juda past bo'lsa ham kuchaytira oladi.
    PCR usuli OITSga shubha qilingan bemorlarda OIVni aniqlash, saraton kasalligiga shubha qilingan bemorlarda genetik mutatsiya va genetik kasalliklarni aniqlash uchun ishlatilishi mumkin.
    (ii) Rekombinant DNK texnologiyasi zamonaviy molekulyar diagnostika usuli hisoblanadi. U quyidagi bosqichlarda amalga oshiriladi:
    Zond deb ataladigan radioaktiv molekula bilan bog'langan bitta zanjirli DNK yoki RNK hujayralar klonida o'zining komplementar DNKiga gibridlanishiga ruxsat beriladi.
    Keyin hujayralar avtoradiografiya orqali aniqlanadi.
    Mutatsiyaga uchragan genga ega bo'lgan klon fotoplyonkada ko'rinmaydi, chunki zond mutatsiyaga uchragan gen bilan komplementarlikka ega bo'lmaydi.
    (iii) Ferment bilan bog'langan immunosorbent tahlili (ELISA) antigen-antikor o'zaro ta'siri printsipiga asoslanadi. Patogen infektsiyani antijenler (oqsillar, glikoproteinlar va boshqalar) mavjudligi yoki patogenga qarshi sintez qilingan antikorlarni aniqlash orqali aniqlash mumkin.
    O'tgan yillardagi imtihon savollari
    1 Savollarni belgilang
    1. Inson insulinidagi C-peptidning rolini ayting. [Butun Hindiston 2014]
    Javob. C-peptid progormonda insulinning A va B-polipeptid zanjirlarini bog'laydigan peptidlarning qo'shimcha qismidir. Etuk va funktsional insulinni chiqarish uchun ishlov berish jarayonida bu C-peptid chiqariladi

    2. O'g'il bolaga ADA (Adenozin Deaminaza) etishmovchiligi tashxisi qo'yilgan. Har qanday mumkin bo'lgan davolanishni taklif qiling. [Dehli 2014C]
    Javob. ADA etishmovchiligi tashxisi qo'yilgan bola davolanish uchun gen terapiyasidan o'tishi mumkin, ammo bu doimiy davo emas.

    3. RNK interferentsiyasi (RNKi) genining mumkin bo'lgan manbasini yozing. [Dehli 2013c]
    Javob. Mobil genetik elementlar, ya'ni transpozonlar RNK aralashuvi (RNKi) genining mumkin bo'lgan manbaidir.

    4. Odamning bakterial/virusli kasalliklarini erta tashxislash maqsadiga xizmat qiladigan har qanday ikkita texnikani ayting. [Xorijiy 2011]
    yoki
    Infektsiyaning dastlabki bosqichida patogen mavjudligini aniqlash uchun molekulyar diagnostika usulini ayting. [Dehli 2010 Butun Hindiston 2008]
    Javob. Insonning ba'zi bakterial/virusli kasalliklarini erta tashxislash maqsadiga xizmat qiluvchi texnikalar.
    (i) Polimeraza zanjiri reaktsiyasi (PCR).
    (ii) DNK rekombinant texnologiyasi va
    (iii) Elishay bakterial/virusli kasalliklarni erta tashxislash usullari

    5. ds RNK qanday qilib eukariot hujayra ichiga kirib, RNK interferensiyasini keltirib chiqaradi? [Dehli 2011c]
    Javob. dsRNK eukaryotik hujayraga quyidagi yo'llar bilan kiradi:
    (i) RNK genomiga ega bo'lgan virus bilan infektsiya yoki
    (ii) RNK oraliq mahsuloti orqali ko'payadigan mobil genetik elementlar (transpozonlar).

    6. IAc gen cryining manba organizmini va uning maqsadli zararkunandalarini ayting. [Xorijiy 2011]
    Javob. CrylAc genining manbai Bacillus thuringiensis va uning maqsadli zararkunandalari - paxta qurtlari.

    7. Chet gen mahsulotini hosil qiluvchi xost nima deb ataladi? Ushbu mahsulot nima deb ataladi? [Xorijiy 2010]
    Javob. Transgen organizmlar yoki genetik jihatdan o'zgartirilgan organizmlar begona gen mahsulotini ishlab chiqaradigan xostlardir.
    Rekombinant oqsillar mahsulotdir.

    8. Mos ravishda g‘o‘za qurti va to‘g‘ridan-to‘g‘ri chuvalchangni boshqaradigan yig‘lash genlarini ayting. [Butun Hindiston 2009c]
    Javob. Paxta qurti – ni boshqaradigan yig'lash genlari lAc yig'laydi va llAb makkajo'xori-yig'laydi.

    9. Eukariot organizmlarda RNK interferensiyasi (RNK) jarayonining ahamiyati nimada? [Xorijiy 2008]
    Javob. RNK aralashuvi (RNKi) barcha eukaryotik organizmlarda hujayra himoyasi vazifasini bajaradi

    10. Elishay qanday printsip asosida ishlaydi. [Xorijiy 2008]
    Javob. Elishay antigen-antikor o'zaro ta'siri printsipiga asoslanadi.

    11. RNK interferensiyasidagi o'ziga xos mRNKning o'chirilishi parazitar infektsiyani qanday oldini oladi? [Dehli 2008C]
    Javob. Parazitar infektsiyani RNK interferentsiyasi (RNKi) jarayoni yordamida oldini olish mumkin, chunki nematod o'ziga xos interferent RNKni ifodalovchi transgenik xostda yashay olmaydi, bu esa uni ikki zanjirli qiladi va oqsil yoki mahsulotni tarjima qila olmaydi.

    12. Tamaki o'simliklariga ma'lum vektorlar yordamida nematodaga xos genlar kiritilsa, qanday foyda ko'radi? Amaldagi vektorlarni nomlang. [Dehli 2008C]
    Javob. Nematodaga xos genlar xost o'simliklariga kiritilganda RNK jarayonini boshlaydi va shuning uchun nematodaning o'ziga xos mRNKsini o'chiradi. Parazit transgen xostda yashay olmaydi, shuning uchun o'simliklarni zararkunandalardan saqlaning. Amaldagi vektor Agrobacterium.

    2 ball uchun savollar

    13. Qanday qilib Agrobacterium tumefaciens DNKni o'simlik hujayralariga ko'chirish uchun foydali klonlash vektori sifatida yaratilganligini ayting. [Dehli 2014]
    Javob. Agrobacterium tumefaciens bakteriyasi tabiiy vektor bo'lib, o'z DNKsini o'simliklarga uzata oladi va DNKni xost genomi bilan birlashtirib o'simtani keltirib chiqaradi. Ushbu bakteriyalarning plazmididagi o'simtani keltirib chiqaradigan gen qiziqish geniga almashtiriladi va endi DNKni o'simlik hujayralariga o'tkazish uchun klonlash vektori sifatida ishlatiladi.

    14. Gen terapiyasi nima? U ishlatilgan birinchi klinik holatni ayting. [Dehli 2014]
    Javob. Gen terapiyasi - bu noto'g'ri yoki ishlamaydigan genni normal sog'lom funktsional gen bilan almashtirish uchun tuzatish terapiyasi yoki genetik muhandislik texnikasi;
    Birinchi klinik gen terapiyasi 1900 yilda ADA (adenozin deaminaza) etishmovchiligi bo'lgan 4 yoshli qizga, ADA uchun kodlash genining o'chirilishi tufayli o'tkazilgan.

    15. Nima uchun Bt toksini uni hosil qiluvchi bakteriyani o'ldirmaydi, balki uni yutgan hasharotni o'ldiradi? [Dehli 2014]
    yoki
    Nima uchun Bacillus thuringiensis tomonidan chiqariladigan zaharli insektitsid oqsillari bakteriyalarning o'zini emas, balki hasharotlarni o'ldiradi? [Xorijiy 2010]
    Javob. Bt toksini bakteriyalarni o'ldirmaydi, chunki u nofaol protoksin sifatida mavjud.
    Bt toksini hasharotlar tomonidan yutilganda, u ichakning ishqoriy pH tufayli faol shaklga aylanadi. Faollashgan toksin o'rta ichakning epitelial hujayralari yuzasiga bog'lanadi va teshiklarni hosil qiladi. Kiritilgan suv hasharotlar tanasidagi hujayralarning shishishi va parchalanishiga olib keladi.

    16. Amerikaning Eli Lilli kompaniyasi rekombinant DNK texnologiyasi yordamida insulinni qanday ishlab chiqarganini tushuntiring.
    [Xorijiy 2014]
    Javob. Eli Lilly kompaniyasi tomonidan insulin ishlab chiqarish
    (i) insulinning ikkita polipeptid, A va B zanjirlariga mos keladigan DNK ketma-ketligi in vitroda sintezlanadi.
    (ii) Ular E. coli plazmid DNKsiga kiritiladi.
    (iii) Bu bakteriya mos sharoitlarda klonlanadi.
    (iv) Transgen A va B polipeptidlari shaklida ifodalangan bo'lib, muhitga ajraladi.
    (v) Ular inson insulinini hosil qilish uchun disulfid ko'prigi yaratish orqali chiqariladi va birlashtiriladi.

    17. Bacillus thuringiensisdagi ‘yig'lash genlari’ nima uchun kodlanadi? Uning paxtachilikdagi ahamiyatini ayting. [Butun Hindiston 2014C]
    Javob. Bacillus thuringiensiscodesdagi ‘cry genlari’ faol bo'lmagan prototoksinlar sifatida mavjud bo'lgan toksik insektitsid oqsillari uchun.
    Ushbu oqsillar genetik muhandislik orqali paxta ekinlarida ifodalanganda, g'o'za qurtlariga qarshi zararkunandalarga qarshilik ko'rsatadi va zararlanishning oldini oladi. Bu hasharotlarning lichinkalari gʻoʻza oʻsimligining qismlari bilan oziqlanganda, toksin ularning ichaklarida faollashib, hujayralarini parchalaydi va shu tariqa oʻlimga olib keladi va zararkunandalarga chidamli boʻladi.

    18. Inson insulini organizmda sintez qilinganda, u harakat qilishdan oldin qayta ishlanishi kerak. Sabablarini keltiring. [Dehli 2014c]
    Javob. Inson tanasida dastlab sintez qilingan inson insulini uchta peptid zanjiridan iborat - A, B va C. C-peptid A va B zanjirlarini birlashtiradigan aminokislotalarning qo'shimcha qismidir. Bu proinsulin yoki prohormon deb ataladi. Oddiy funktsiyalarini bajara oladigan funktsional etuk insulinni chiqarish uchun u qayta ishlanadi yoki biriktiriladi. Qayta ishlash jarayonida C-peptid chiqariladi. Funktsional insulin hosil bo'lishiga faqat A va B zanjirlari hissa qo'shadi.

    19. Geni o'zgartirilgan o'simliklar foydali deb topilgan ikkita usulni yozing? [Butun Hindiston 2014C]
    Javob. Keyin genetik jihatdan o'zgartirilgan o'simliklar foydali deb topiladi, ular:
    (i) kimyoviy moddalar, o'g'itlar, insektitsidlar, gerbitsidlar va boshqalardan foydalanishni kamaytirish yoki minimallashtirish.
    (ii) hosildan keyingi yo'qotishlarni kamaytirish va hosilning ozuqaviy qiymatini oshirish.

    20. Gen terapiyasi davosini birinchi bo'lib olgan kasallikni ayting. Kasallikning sababini va uning bemorga ta'sirini yozing. [Dehli 2014C]
    Javob. ADA (Adenozin Deaminaz) etishmovchiligi kasalligi birinchi bo'lib gen terapiyasi bilan davolandi.
    Kasallik adenin deaminaza (ADA) fermentini kodlovchi genning yo'q qilinishi tufayli yuzaga keladi. ADA fermentining etishmasligi immunitet tizimining ishlashiga ta'sir qiladi.

    21. Proinsulin nima uchun shunday deb ataladi? Insulin undan qanday farq qiladi? [Butun Hindiston 2013]
    Javob. Proinsulin tarkibida C-peptid deb ataladigan qo'shimcha cho'zilish mavjud bo'lib, uni to'liq etuk insulinga aylantirish uchun olib tashlash kerak, shuning uchun u proinsulin (progormon) deb ataladi. Yetuk funktsional insulin faqat A va B-peptid zanjirlarini o'z ichiga oladi

    22. (i) DNK ligazasining biotexnologiyadagi rolini ayting.
    (ii) Meloidogyne incognita RNK geni bo'lgan hujayralarni iste'mol qilganda nima sodir bo'ladi? [Dehli 2012]
    Javob. (i) DNK ligaza fermenti ikkita DNK fragmentini ularning uchidan birlashtirish uchun ishlatiladi.
    (ii) Meloidogyne incognita (parazit) RNK geniga ega bo'lgan hujayralarni iste'mol qilganda, parazit omon qololmaydi va bu infektsiyani oldini oladi. Kiritilgan DNK ham sezgi, ham antisezgi RNKni hosil qiladi. Bu ikki zanjir sRNKning bir-birini to'ldiruvchi shakli bo'lib, RNKga olib keladi. Shunday qilib, nematodaning mRNKsi o'chiriladi va parazit u erda yashay olmaydi. Bu Meloidogyne inkognitaga chidamli tamaki o'simliklarini ishlab chiqaradi.

    23. (i) Odamlarda ADA tanqisligining sababini va tana tizimini ta'kidlang.
    (ii) ADA-DNKni odamlarda qabul qiluvchi hujayralarga o'tkazish uchun ishlatiladigan vektorni nomlang. Qabul qiluvchi hujayralarni nomlang. [Butun Hindiston 2012]
    Javob. (i) ADA adenozin deaminaza uchun genning yo'q qilinishi tufayli yuzaga keladi. Shu sababli tananing immunitet tizimi ta'sir qiladi.
    (ii) Retrovirus vektori ADA-DNKni insonning qabul qiluvchi hujayralariga o'tkazish uchun ishlatiladi.
    Qabul qiluvchi hujayralar - limfotsitlar.

    24. Irsiy kasallik qanday tuzatilishi mumkinligini tushuntiring. Bunday kasallikni tuzatishga qaratilgan birinchi muvaffaqiyatli urinishga misol keltiring? [Dehli 2011]
    yoki
    ADA etishmovchiligi bo'lgan bemorlarni davolashda gen terapiyasi qanday qo'llaniladi? [Butun Hindiston 2008C]
    Javob. Irsiy kasallik gen terapiyasi bilan tuzatilishi mumkin. Bu nuqsonli genni tuzatish yoki almashtirish imkonini beruvchi usullar to'plamidir. Birinchi gen terapiyasi 1990 yilda adenozin deaminaza (ADA) etishmovchiligi bo'lgan 4 yoshli qizga o'tkazilgan. Bu adenozin deaminaza genini yo'q qilish natijasida yuzaga keladi.
    Davolash quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi:
    (i) Bemorning qonidan olingan limfotsitlar tanadan tashqarida o'stiriladi.
    (ii) Keyinchalik bu limfotsitlarga funktsional ADA, cDNK (Retro virus vektori yordamida) kiritiladi.
    (iii) Bunday genetik jihatdan yaratilgan limfotsitlar bemorning qoniga qaytariladi.
    (iv) Bemorga bunday genetik muhandislik limfotsitlarining davriy infuzioni talab qilinadi.

    25. Rekombinant DNK texnologiyasi saraton kasalliklarida mutant gen mavjudligini aniqlashda qanday yordam beradi? [Butun Hindiston 2011c]
    Javob. Radioaktiv molekula (zond) bilan belgilangan bitta zanjirli DNK yoki RNK o'zining komplementar DNK bilan hujayralar klonida gibridlanishiga ruxsat etiladi, so'ngra avtoradiografiya yordamida aniqlanadi.
    Mutatsiyaga uchragan genga ega bo'lgan klon fotografik plyonkada ko'rinmaydi, chunki zond mutatsiyaga uchragan gen bilan to'ldirilmaydi, bu saraton kasalligida mutatsiyaga uchragan gen mavjudligini aniqlashda yordam beradi.

    26. RNK interferensiyasi jarayonini tushuntiring. [Dehli 2011]
    Javob. RNK aralashuvi jarayoni (RNK) ma'lum bir mRNKning o'chirilishi bilan bog'liq. Bu barcha eukaryotlarda hujayralarni himoya qilish usulidir.
    (i) Komplementar RNK mRNK bilan bog'lanib, uni ikki zanjirli qilib, uning tarjimasini oldini oladi.
    (ii) Ushbu qo'shimcha RNK RNK genomlari yoki RNK oraliq mahsuloti orqali ko'payadigan mobil genetik elementlar (transpozonlar) bo'lgan viruslar tomonidan infektsiyadan kelib chiqishi mumkin.
    (iii) Agrobacterium vektorlari yordamida nematodaga xos genlar xost o'simliklariga kiritildi.
    (iv) U xost hujayralarida ham sezgir, ham anti-sezuvchi RNK hosil qiladi.
    (v) Bu ikki RNK bir-birini to'ldiruvchi bo'lib, nematodaning o'ziga xos mRNKsini o'chirib, RNKni boshlagan ikki zanjirli RNK (dsRNK) hosil qiladi.
    (vii) Shu sababli parazit interferent RNKni ifodalovchi transgen xostda yashay olmadi. Shunday qilib, transgen o'simlik himoyalangan.

    27. Nima uchun ADA etishmovchiligi bo'lgan bemorga genetik muhandislik limfotsitlarining kirib kelishi doimiy davo emas? Mumkin bo'lgan doimiy davolanishni taklif qiling. [Dehli 2010]
    Javob. Genetik jihatdan yaratilgan limfotsitlar umr ko'rish muddatiga ega. Shunday qilib, bemorga davriy ravishda genetik jihatdan yaratilgan limfotsitlarni quyish kerak, shuning uchun davolanish doimiy emas. ADA ishlab chiqaradigan ilik hujayralaridan ajratilgan gen hujayralarga embrionning dastlabki bosqichlarida kiritilsa, davolanish doimiy bo'lishi mumkin.

    28. Eli Lilli inson insulinini qanday sintez qilgan? Ushbu insulin va inson oshqozon osti bezi tomonidan ishlab chiqarilgan insulin o'rtasidagi farqni ayting. [Butun Hindiston 2010]
    Javob. (I) Eli Lilly kompaniyasi tomonidan insulin ishlab chiqarish
    (i) insulinning ikkita polipeptid, A va B zanjirlariga mos keladigan DNK ketma-ketligi in vitroda sintezlanadi.
    (ii) Ular E. coli plazmid DNKsiga kiritiladi.
    (iii) Bu bakteriya mos sharoitlarda klonlanadi.
    (iv) Transgen A va B polipeptidlari shaklida ifodalangan bo'lib, muhitga ajraladi.
    (v) Ular inson insulinini hosil qilish uchun disulfid ko'prigi yaratish orqali chiqariladi va birlashtiriladi.
    (II) rDNK tomonidan ishlab chiqarilgan insulin va oshqozon osti bezi tomonidan ishlab chiqarilgan insulin o'rtasidagi farqlar:
    29.Qanday qilib Bt paxta qurtga qarshi chidamlilikka erishish uchun tayyorlanadi? [Dehli 2010C]
    Javob. Bt toksin genlari cryI Ac va cryllAb g'o'za qurtlarini nazorat qiladi. Bu genlar bakteriyadan ajratilgan va paxta o'simliklariga kiritilgan.
    Bacillus thuringiensiscodesdagi ‘cry genlari’ faol bo'lmagan prototoksinlar sifatida mavjud bo'lgan toksik insektitsid oqsillari uchun.
    Ushbu oqsillar genetik muhandislik orqali paxta ekinlarida ifodalanganda, g'o'za qurtlariga qarshi zararkunandalarga qarshilik ko'rsatadi va zararlanishning oldini oladi. Bu hasharotlarning lichinkalari gʻoʻza oʻsimligining qismlari bilan oziqlanganda, toksin ularning ichaklarida faollashib, hujayralarini parchalaydi va shu tariqa oʻlimga olib keladi va zararkunandalarga chidamli boʻladi.

    30.Genetik jihatdan o‘zgartirilgan organizmlarning (GMO) har qanday to‘rtta afzalligini ajratib ko‘rsating. [Xorijiy 2009 Butun Hindiston 2008C]
    1.GMO ning afzalliklari quyidagilardan iborat:
    (i) sovuq, qurg'oqchilik, tuz, issiqlik kabi abiotik stresslarga chidamlilik.
    (ii) kimyoviy pestitsidlarga qaramlikni kamaytiradi.
    (iii) O'rim-yig'imdan keyingi yo'qotishlarni kamaytirish.
    (iv) O'simliklar tomonidan minerallardan foydalanish samaradorligini oshirish. GMO ning afzalliklari quyidagilardan iborat
    31. Shubhali bemorlardan patogenlarni aniqlashga yordam beradigan uchta molekulyar diagnostika usullarini sanab o'ting; Ushbu usullarning an'anaviy usullarga nisbatan bir afzalligi haqida gapiring. [Dehli 2009c]
    Javob. Patogenlarni molekulyar diagnostika qilish usullari quyidagilardan iborat:
    (i) Polimeraza zanjiri reaktsiyasi (PCR).
    (ii) Rekombinant DNK texnologiyasi.
    (iii) Ferment bilan bog'langan immunosorbent tahlili (ELISA).
    Ushbu usullarning afzalligi shundaki, ular an'anaviy diagnostika bilan mumkin bo'lmagan kasalliklarni erta aniqlash va davolashga yordam beradi.

    32. ELISA ni kengaytiring. Elishay testi qanday printsipga asoslanadi? Infektsiyani aniqlashning ikkita usulini sanab o'ting bu test orqali. [Butun Hindiston 2009C]
    Javob. Elishay – Ferment bilan bog'liq immunosorbent tahlili.
    Elishay antigen-antikor o'zaro ta'siriga asoslangan.
    Elishay orqali infektsiya yoki kasallikning mavjudligini aniqlashning ikkita usuli quyidagilardan iborat:
    (i) antijenlarning mavjudligi (oqsillar, glikoproteinlar va boshqalar) aniqlanadi.
    (ii) patogenga qarshi ishlab chiqarilgan antikorlar aniqlanadi.

    3 ballli savollar

    33.RNK interferensiyasi jarayoni nematodani tamaki o‘simliklari ildizlarini zararlashdan nazorat qilishga qanday yordam berdi.
    Javob. Nematoda tamaki o'simliklarining ildizlarini yuqtirganda va RNK genini o'z ichiga olgan hujayralar bilan oziqlanadi. Bu DNK xost hujayralarida (tamaki o'simligi) ham sezgir, ham anti-sezuvchi RNK hosil qildi va nematodaning funktsional mRNKsini to'ldiradi. Ikkala RNK o'rtasidagi bu to'ldiruvchilik uni ikki zanjirli qiladi va shuning uchun oqsilga aylantirilmaydi. RNK ifodasi va oqsil sinteziga aralashish patogenning tamaki o'simliklarida yashashini qiyinlashtiradi va shuning uchun o'ldiradi. Shu tarzda RNK aralashuvi nematod infektsiyasini himoya qiladi va nazorat qiladi.

    34. Meloidogyne incognita yuqtiradigan xos o'simlik va uning qismini ayting. Agrobakteriyalarning rolini tushuntiring mezbon o'simlikda dsRNK ishlab chiqarish. [Dehli 2014C]
    Javob. Meloidogyne incognita nematodasi tamaki o‘simliklarining ildizlarini zararlaydi.
    Agrobakteriyalar xos o'simlikka kiritiladigan nematodaga xos genlarni tashuvchi vektor sifatida ishlatiladi. Ushbu genlar xost o'simlikida ifodalanganda, nematodaning funktsional mRNKsini to'ldiruvchi sezgir va anti-sezuvchi RNK zanjirlarini hosil qiladi. Bu bog'lanish ikki zanjirli RNK hosil bo'lishiga olib keladi va belgilangan RNKning tarjimasini inhibe qiladi yoki o'chiradi. Bu jarayon RNK interferensiyasi deb ataladi.

    35. G‘o‘zaning g‘o‘zalarini yo‘q qiladigan zararkunandani ayting. Hosildorlikni oshirish uchun paxta hosilini zararkunandalardan himoya qilishda Bacillus thuringiensis ning rolini tushuntiring. [Butun Hindiston 2013]
    yoki
    Btcotton zavodi qanday qilib GM zavodi sifatida yaratilgan? U qurtlarni yuqtirishdan qanday himoyalangan? [Dehli 2013C]
    Javob. Gʻoʻzani yoʻq qiladigan zararkunandalar gʻoʻza qurtlari va gʻoʻzalardir. Bt paxta bakteriyaning ba'zi shtammlari, Bacillus thuringiensis (Btis qisqa shakli) yordamida yaratilgan.
    (i) Bu bakteriya lepidopteranlar (tamaki kurtaklari va armyworm), koleopteranlar (qo'ng'izlar) va dipteranlar (chivinlar va chivinlar) kabi ba'zi hasharotlarni o'ldiradigan protein ishlab chiqaradi.
    (ii) Bacillus thuringiensis o'sishining ma'lum bir bosqichida oqsil kristallarini hosil qiladi. Ushbu kristallarda zaharli insektitsid oqsili mavjud.
    (iii) Bt toksin oqsili faol bo'lmagan protoksinlar sifatida mavjud, ammo hasharotlar faol bo'lmagan toksinni iste'mol qilgandan so'ng, u kristallarni eriydigan ichakning ishqoriy pH tufayli faol shaklga aylanadi.
    (iv) faollashtirilgan toksin o'rta ichak epitelial hujayralari yuzasiga bog'lanadi va hujayra shishishi va lizisini keltirib chiqaradigan teshiklarni hosil qiladi, bu esa hasharotlarning o'limiga olib keladi.
    (v) Maxsus Bttoksin genlari Bacillus thuringiensis dan ajratilgan va bir nechta ekin o'simliklariga kiritilgan.
    (vi) Ko'pchilik Bttoksinlar hasharotlar guruhiga xosdir. Demak, toksin cry deb nomlangan gen tomonidan kodlangan. Masalan, genlar tomonidan kodlangan oqsillar I Ac yig'laydi va yig'laydi lAb g'o'za qurtlarini boshqaradi va lAb makkajo'xorini boshqaradi.

    36. Bt g'o'za o'simliklarini ko'sak qurtlari hujumiga chidamli qilish uchun mas'ul bo'lgan genlarni ayting. Tushuntirish. [Dehli 2012]
    Javob. Genlar IAc yig'laydi va cryIIAb g'o'za qurtini nazorat qiladi.
    Bacillus thuringiensiscodesdagi ‘cry genlari’ faol bo'lmagan prototoksinlar sifatida mavjud bo'lgan toksik insektitsid oqsillari uchun.
    Ushbu oqsillar genetik muhandislik orqali paxta ekinlarida ifodalanganda, g'o'za qurtlariga qarshi zararkunandalarga qarshilik ko'rsatadi va zararlanishning oldini oladi. Bu hasharotlarning lichinkalari gʻoʻza oʻsimligining qismlari bilan oziqlanganda, toksin ularning ichaklarida faollashib, hujayralarini parchalaydi va shu tariqa oʻlimga olib keladi va zararkunandalarga chidamli boʻladi.

    37. (i) Meloidogyne incognita bilan zararlanganda tamaki o'simliklari jiddiy shikastlanadi. Ushbu infektsiyani to'xtatish uchun qabul qilingan strategiyani nomlang va tushuntiring,
    (ii) tamaki o'simligida nematodaga xos genni kiritish uchun ishlatiladigan vektorni ayting. [Butun Hindiston 2012]
    yoki
    RNK aralashuvi tamaki o'simliklarida nematod infektsiyasiga qarshi qarshilikni rivojlantirishga qanday yordam beradi? [Dehli 2010]
    Javob. (i) RNK aralashuvi yordamida tamaki o'simliklarining infektsiyasini to'xtatish mumkin
    (RNAi) jarayoni.
    RNK jarayoni
    RNK aralashuvi jarayoni (RNK) ma'lum bir mRNKning o'chirilishi bilan bog'liq. Bu barcha eukaryotlarda hujayralarni himoya qilish usulidir.
    (i) Komplementar RNK mRNK bilan bog'lanib, uni ikki zanjirli qilib, uning tarjimasini oldini oladi.
    (ii) Ushbu qo'shimcha RNK RNK genomlari yoki RNK oraliq mahsuloti orqali ko'payadigan mobil genetik elementlar (transpozonlar) bo'lgan viruslar tomonidan infektsiyadan kelib chiqishi mumkin.
    (iii) Agrobacterium vektorlari yordamida nematodaga xos genlar xost o'simliklariga kiritildi.
    (iv) U xost hujayralarida ham sezgir, ham anti-sezuvchi RNK hosil qiladi.
    (v) Bu ikki RNK bir-birini to'ldiruvchi bo'lib, nematodaning o'ziga xos mRNKsini o'chirib, RNKni boshlagan ikki zanjirli RNK (dsRNK) hosil qiladi.
    (vii) Shu sababli parazit interferent RNKni ifodalovchi transgen xostda yashay olmadi. Shunday qilib, transgen o'simlik himoyalangan.
    (ii) tamaki o'simligida nematodaga xos genni kiritish uchun ishlatiladigan vektor
    hisoblanadi Agrobakteriya.

    38. Meloidogyne inkognitaga chidamli tamaki o'simligini olishda biotexnologiya qanday yordam berdi?
    (ii) Nima uchun bu nematod bunday GM o'simlikini iste'mol qilganda o'ladi? [Dehli 2010C]
    Javob. (i) Meloidogyne incognita (parazit) RNK geniga ega bo'lgan hujayralarni iste'mol qilganda, parazit omon qololmaydi va bu infektsiyani oldini oladi. Kiritilgan DNK ham sezgi, ham antisezgi RNKni hosil qiladi. Bu ikki zanjir sRNKning bir-birini to'ldiruvchi shakli bo'lib, RNKga olib keladi. Shunday qilib, nematodaning mRNKsi o'chiriladi va parazit u erda yashay olmaydi. Bu Meloidogyne inkognitaga chidamli tamaki o'simliklarini ishlab chiqaradi.
    (ii) RNKi jarayoni tufayli nematodaning o'ziga xos mRNKsi o'chiriladi. Natijada, parazit bunday GM yoki transgen o'simlik (xo'jayin), ekspressiv, o'ziga xos interferent RNKni iste'mol qilishda omon qololmaydi.

    39. Individda ADA genini o‘chirish ta’sirini tushuntiring.
    (ii) Bu holatda gen terapiyasi qanday yordam beradi? [Butun Hindiston 2010c]
    Javob. (i) ADA genini yo'q qilish ADA etishmovchiligi buzilishiga olib keladi. Adenozin deaminaza (ADA) fermenti immunitet tizimining ishlashi uchun juda muhimdir.
    (ii) Gen terapiyasi ADA etishmovchiligida foydalidir.
    Irsiy kasallik gen terapiyasi bilan tuzatilishi mumkin. Bu nuqsonli genni tuzatish yoki almashtirish imkonini beruvchi usullar to'plamidir. Birinchi gen terapiyasi 1990 yilda adenozin deaminaza (ADA) etishmovchiligi bo'lgan 4 yoshli qizga o'tkazilgan. Bu adenozin deaminaza genini yo'q qilish natijasida yuzaga keladi.
    Davolash quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi:
    (i) Bemorning qonidan olingan limfotsitlar tanadan tashqarida o'stiriladi.
    (ii) Keyinchalik bu limfotsitlarga funktsional ADA, cDNK (Retro virus vektori yordamida) kiritiladi.
    (iii) Bunday genetik jihatdan yaratilgan limfotsitlar bemorning qoniga qaytariladi.
    (iv) Bemorga bunday genetik muhandislik limfotsitlarining davriy infuzioni talab qilinadi.

    40. Plazmid biotexnologiya uchun ne'matdir. Inson insulinini ishlab chiqarishni misol qilib keltirgan holda ushbu bayonotni asoslang. [Butun Hindiston 2009]
    Javob. Plazmid - bu bakteriya hujayralarida joylashgan avtonom replikatsiyalanuvchi qo'shimcha xromosomali dumaloq DNK. U bakterial hujayra ichida replikatsiya qilishi mumkinligi sababli u rDNK texnologiyasida vektor sifatida ishlatiladi.
    E. coli plazmidlari tomonidan alohida insulin polipeptid zanjirlarini ishlab chiqarish etuk inson insulinini sun'iy ravishda ishlab chiqarish imkonini berdi.
    (I) Eli Lilly kompaniyasi tomonidan insulin ishlab chiqarish
    (i) insulinning ikkita polipeptid, A va B zanjirlariga mos keladigan DNK ketma-ketligi in vitroda sintezlanadi.
    (ii) Ular E. coli plazmid DNKsiga kiritiladi.
    (iii) Bu bakteriya mos sharoitlarda klonlanadi.
    (iv) Transgen A va B polipeptidlari shaklida ifodalangan bo'lib, muhitga ajraladi.
    (v) Ular inson insulinini hosil qilish uchun disulfid ko'prigi yaratish orqali chiqariladi va birlashtiriladi.
    rDNK tomonidan ishlab chiqarilgan insulin va oshqozon osti bezi tomonidan ishlab chiqarilgan insulin o'rtasidagi farqlar:
    41. Biotexnologlar tomonidan ekinlarga kiritish uchun ajratilgan yig'lash genlarining manbasini va turlarini ayting. Ushbu genlar genetik jihatdan o'zgartirilgan ekinlarga qanday foydali o'zgarishlar olib kelganini tushuntiring. [Butun Hindiston 2009]
    Javob. Manba Bacillus thuringiensis hisoblanadi.
    Crygenes turlari IAc yig'laydi, IIAb yig'laydi, lAb yig'laydi.
    GM ekinlarida yig'lash genlari tufayli yuzaga keladigan o'zgarishlar:
    (i) Cry genlari Bt toksiniga ega bo'lgan ba'zi kristall oqsillarni kodlaydi.
    (ii) Bt toksini faol bo'lmagan protoksin sifatida mavjud va hasharotlar ichaklarining ishqoriy pHida faol shaklga (toksin) aylanadi.
    (iii) Faollashtirilgan toksin o'rta ichak yuzasini qoplagan epiteliya hujayralari bilan bog'lanadi va hujayralarning shishishi va lizisiga olib keladigan teshiklarni hosil qiladi va natijada hasharotning o'limiga olib keladi.
    (iv) Shunday qilib, GM ekinlari hasharotlar zararkunandalariga qarshilik ko'rsatadi.

    42. Eli Lilly kompaniyasi inson insulinini qanday tayyorlashga kirishdi? Shunday qilib, ishlab chiqarilgan insulin funktsional inson insulin geni tomonidan ishlab chiqarilgan insulindan qanday farq qiladi? [Xorijiy 2009]
    Javob.Eli Lilly kompaniyasi tomonidan insulin ishlab chiqarish
    (i) insulinning ikkita polipeptid, A va B zanjirlariga mos keladigan DNK ketma-ketligi in vitroda sintezlanadi.
    (ii) Ular E. coli plazmid DNKsiga kiritiladi.
    (iii) Bu bakteriya mos sharoitlarda klonlanadi.
    (iv) Transgen A va B polipeptidlari shaklida ifodalangan bo'lib, muhitga ajraladi.
    (v) Ular inson insulinini hosil qilish uchun disulfid ko'prigi yaratish orqali chiqariladi va birlashtiriladi.
    rDNK tomonidan ishlab chiqarilgan insulin va oshqozon osti bezi tomonidan ishlab chiqarilgan insulin o'rtasidagi farqlar:
    43. Cry oqsillari nima? Uni hosil qiluvchi organizmni ayting. Qanday qilib inson bu oqsilni o'z foydasiga ishlatgan? [Dehli 2009c]
    Javob. Kriprotein (kristal oqsili) - bu gen yig'lashi bilan kodlangan toksin va ba'zi hasharotlar uchun zaharli. Shunday qilib, o'simliklarning hasharotlarga qarshi chidamliligini ta'minlang.
    Bacillus thuringiensis qichqiriq oqsilini ishlab chiqaradi.
    Cry protein ishlab chiqaruvchi gen hasharotlar lichinkalariga qarshilik ko'rsatish uchun o'simlikka o'tkaziladi. Inson bu genlarni bakteriyalardan Bt paxta, Bt makkajo'xori va boshqalar kabi ekin o'simliklariga kiritish orqali bir nechta transgen ekinlarni ishlab chiqdi.

    5 ballli savollar

    44. Ilgari insulin olingan manbani ayting. Nega bu insulin diabetga chalinganlar tomonidan qo'llanilmaydi?
    (ii) EH Lilly kompaniyasi tomonidan insulin sintezi jarayonini tushuntiring. Kompaniya tomonidan qo'llaniladigan texnikani nomlang.
    (iii) Inson tanasi tomonidan ishlab chiqarilgan insulin yuqorida ko'rsatilgan kompaniya tomonidan ishlab chiqarilgan insulindan qanday farq qiladi? [Butun Hindiston 2011]
    yoki
    (i) Yetuk insulin odamda oshqozon osti bezi tomonidan chiqariladigan proinsulindan qanday farq qiladi?
    (ii) rDNK texnologiyasidan foydalangan holda insonning funktsional insuhni qanday ishlab chiqarilganligini tushuntiring.
    (iii) Nima uchun ishlab chiqarilgan funktsional insulin diabet bilan og'rigan bemorlar tomonidan ilgari ishlatilganidan yaxshiroq deb hisoblanadi? [Dehli 2009]
    Javob. (I) Insulin avvalroq so‘yilgan cho‘chqa va qoramollarning oshqozon osti bezidan olingan. Ushbu manbalardan olingan insulin begona oqsilga ba'zi allergiya yoki boshqa reaktsiyalarni keltirib chiqardi.
    (II) Eli Lilly kompaniyasi tomonidan inson insulinini ishlab chiqarish.
    Eli Lilly kompaniyasi tomonidan insulin ishlab chiqarish
    (i) insulinning ikkita polipeptid, A va B zanjirlariga mos keladigan DNK ketma-ketligi in vitroda sintezlanadi.
    (ii) Ular E. coli plazmid DNKsiga kiritiladi.
    (iii) Bu bakteriya mos sharoitlarda klonlanadi.
    (iv) Transgen A va B polipeptidlari shaklida ifodalangan bo'lib, muhitga ajraladi.
    (v) Ular inson insulinini hosil qilish uchun disulfid ko'prigi yaratish orqali chiqariladi va birlashtiriladi.
    rDNK tomonidan ishlab chiqarilgan insulin va oshqozon osti bezi tomonidan ishlab chiqarilgan insulin o'rtasidagi farqlar:
    />Kompaniya buning uchun rDNA texnologiyasidan foydalangan.
    (III) Eli Lilly kompaniyasi tomonidan insulin ishlab chiqarish
    (i) insulinning ikkita polipeptid, A va B zanjirlariga mos keladigan DNK ketma-ketligi in vitroda sintezlanadi.
    (ii) Ular E. coli plazmid DNKsiga kiritiladi.
    (iii) Bu bakteriya mos sharoitlarda klonlanadi.
    (iv) Transgen A va B polipeptidlari shaklida ifodalangan bo'lib, muhitga ajraladi.
    (v) Ular inson insulinini hosil qilish uchun disulfid ko'prigi yaratish orqali chiqariladi va birlashtiriladi.
    rDNK tomonidan ishlab chiqarilgan insulin va oshqozon osti bezi tomonidan ishlab chiqarilgan insulin o'rtasidagi farqlar:
    />45. Gen injeneriyasidan foydalangan holda nematodalarga chidamli tamaki o‘simliklarini olish jarayonini ayting. Bunday o'simliklarni rivojlantirish uchun qabul qilingan strategiyani tushuntiring. [Xorijiy 2011,2009 Butun Hindiston 2009,2008]
    Javob. Nematodaga chidamli tamaki o'simliklarini ishlab chiqarish bilan bog'liq jarayon RNK interferentsiyasi (RNKi) deb ataladi, bu ma'lum bir mRNKni o'chirishni o'z ichiga oladi.

    46. ​​Biotexnologiyaning asosiy vazifalaridan biri ekin ekinlarida insektitsidlardan foydalanishni minimallashtirishdir. Biotexnologiya texnikasidan foydalangan holda hasharotlarga chidamli ekinlar qanday yaratilganligini mos misol yordamida tushuntiring. [Dehli 2009 Xorijiy 2008]
    Javob. Gʻoʻzani yoʻq qiladigan zararkunandalar gʻoʻza qurtlari va gʻoʻzalardir. Bt paxta bakteriyaning ba'zi shtammlari, Bacillus thuringiensis (Btis qisqa shakli) yordamida yaratilgan.
    (i) Bu bakteriya lepidopteranlar (tamaki kurtaklari va armyworm), koleopteranlar (qo'ng'izlar) va dipteranlar (chivinlar va chivinlar) kabi ba'zi hasharotlarni o'ldiradigan protein ishlab chiqaradi.
    (ii) Bacillus thuringiensis o'sishining ma'lum bir bosqichida oqsil kristallarini hosil qiladi. Ushbu kristallarda zaharli insektitsid oqsili mavjud.
    (iii) Bt toksin oqsili faol bo'lmagan protoksinlar sifatida mavjud, ammo hasharotlar faol bo'lmagan toksinni iste'mol qilgandan so'ng, u kristallarni eriydigan ichakning ishqoriy pH tufayli faol shaklga aylanadi.
    (iv) faollashtirilgan toksin o'rta ichak epitelial hujayralari yuzasiga bog'lanadi va hujayra shishishi va lizisini keltirib chiqaradigan teshiklarni hosil qiladi, bu esa hasharotlarning o'limiga olib keladi.
    (v) Maxsus Bttoksin genlari Bacillus thuringiensis dan ajratilgan va bir nechta ekin o'simliklariga kiritilgan.
    (vi) Ko'pchilik Bttoksinlar hasharotlar guruhiga xosdir. Demak, toksin cry deb nomlangan gen tomonidan kodlangan. Misol uchun, genlar tomonidan kodlangan oqsillar I Ac yig'laydi va yig'laydi lAb g'o'za qurtlarini boshqaradi va lAb makkajo'xorini boshqaradi.

    47. ADA fermenti nomini kengaytiring. Nima uchun ferment inson tanasida zarur? Uning etishmasligi uchun gen terapiyasini taklif qiling. [Butun Hindiston 2009]
    Javob. ADA-adenozin deaminaza. Bu immunitet tizimining to'g'ri ishlashi uchun zarurdir.
    ADA etishmovchiligi uchun gen terapiyasi:
    ADA etishmovchiligida gen terapiyasi yordam beradi.
    Irsiy kasallik gen terapiyasi bilan tuzatilishi mumkin. Bu nuqsonli genni tuzatish yoki almashtirish imkonini beruvchi usullar to'plamidir. Birinchi gen terapiyasi 1990 yilda adenozin deaminaza (ADA) etishmovchiligi bo'lgan 4 yoshli qizga o'tkazilgan. Bu adenozin deaminaza genini yo'q qilish natijasida yuzaga keladi.
    Davolash quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi:

    (i) Bemorning qonidan olingan limfotsitlar tanadan tashqarida o'stiriladi.
    (ii) Keyinchalik bu limfotsitlarga funktsional ADA, cDNK (Retro virus vektori yordamida) kiritiladi.
    (iii) Bunday genetik jihatdan yaratilgan limfotsitlar bemorning qoniga qaytariladi.
    (iv) Bemorga bunday genetik muhandislik limfotsitlarining davriy infuzioni talab qilinadi.

    48. ADA etishmovchiligi nima? Uni davolashning uchta usulini aytib bering. [Butun Hindiston 2009]
    Javob. ADA etishmovchiligi adenozin deaminaza genini yo'q qilish natijasida yuzaga keladi.
    ADA etishmovchiligini davolash usullari:
    (i) 1-usul Ba'zi hollarda uni suyak iligi transplantatsiyasi va fermentlarni almashtirish terapiyasi bilan davolash mumkin, ammo u to'liq davolamaydi.
    (ii) 2-usul Bemorning qonidan olingan limfotsitlar madaniyat va funktsional ADAda o'stirildi, cDNK retrovirus vektor yordamida bu limfotsitlarga kiritildi. Keyin limfotsitlar bemorning tanasiga o'tkazildi. Bunday genetik jihatdan yaratilgan limfotsitlarning davriy infuzioni amalga oshiriladi, chunki bu hujayralar o'likdir.
    (iii) 3-usul Bu doimiy usul. ADA hosil qiluvchi suyak iligi hujayralaridan ajratilgan genlar hujayralarga embrionning dastlabki bosqichida kiritiladi.

    49. (i) Plazmid nima? (ii) ADA etishmovchiligi nimani anglatadi? Gen terapiyasi bu muammoni qanday hal qiladi? Nega bu doimiy davo emas? [Dehli 2008 Xorijiy 2008]
    Javob. (i) Plazmid - bu bakteriyalarda tabiiy ravishda topilgan qo'shimcha xromosomali, o'z-o'zini ko'paytiruvchi, dumaloq, ikki zanjirli DNK molekulasi.
    (ii) ADA etishmovchiligi adenozin deaminaza fermenti genini yo'q qilish tufayli yuzaga keladi. Bu ferment odamlarda immunitet tizimining ishlashi uchun juda muhimdir.
    Gen terapiyasida bemorlarning qonidan limfotsitlar tanadan tashqarida madaniyatda o'stiriladi. Keyinchalik limfotsitlarga retrovirus vektor yordamida funktsional ADA, cDNK kiritiladi. Keyin bu limfotsitlar bemorga qaytariladi.
    Ushbu hujayralar o'lmas emasligi sababli, bemorga bunday genetik muhandislik limfotsitlarini davriy ravishda quyish kerak.

    50. (i) Nima uchun Bacillus thuringiensis GM o'simliklarini rivojlantirish uchun mos deb hisoblanadi?
    (ii) GM ekinlarini rivojlantirish uchun qanday ishlatilganligini tushuntiring. (Xorijiy 2008)
    Javob. (ii) Bacillus thuringiensis hasharotlar lichinkalari uchun zaharli bo'lgan oqsil ishlab chiqaradi, masalan, qurt, kurtak, chivin, qo'ng'iz va boshqalar. Bttoksin geni bakteriyalardan klonlanadi va o'simliklarda hasharotlarga qarshilik ko'rsatish uchun zarur bo'lmasdan ifodalangan. kimyoviy insektitsidlar.
    (ii) GM zavodlarini rivojlantirish usulini o'z ichiga oladi
    (a) oqsillarni krigen kodlashi cheklovchi fermentlar yordamida ajratilgan. Ular vektorlarda klonlanadi va keyin kerakli ekin o'simliklariga kiritiladi. Hasharotlarga xos kriptoproteinlarni kodlaydigan krigenlarning har xil turlari g'o'za qurtini boshqaradigan crylAc va cryllAb. crylAb makkajo'xori burg'usini boshqaradi.
    (b) Transgen o'simliklar, ya'ni Bt paxta, Bt makkajo'xori, Bt sholi o'z hujayralarida oqsil hosil qiladi va hasharotlar zararkunandalariga qarshilik ko'rsatadi.

    51. (i) Nima uchun ba'zi paxta o'simliklari Bt paxta o'simliklari deb ataladi?
    (ii) Bt paxta qanday zararkunandalarga chidamliligini tushuntiring. [Dehli 2008C]
    Javob. (i) Btcotton o'simliklari genetik jihatdan o'zgartirilgan o'simliklar bo'lib, ularda Bacillus thuringiensis (Bt) dan olingan krigen mavjud. Bttoksin krigen tomonidan kodlanadi va Bacillus thuringiensis (Bt) bakteriyasi tomonidan ishlab chiqariladi.
    (ii) o'ziga xos Bt toksin genlari bu bakteriyadan ajratilgan va hasharotlar va zararkunandalarga qarshilik ko'rsatish uchun paxta kabi bir nechta ekin o'simliklariga kiritilgan.
    Demak, Bt genlarini o'z ichiga olgan bu g'o'za o'simligi Bt paxta o'simliklari deb ataladi.
    Bt toksin genlari IAc yig'laydi va yig'laydi II Ab nazorati g'o'za qurtlari. Bu genlar bakteriyadan ajratilgan va paxta o'simliklariga kiritilgan.
    Bacillus thuringiensiscodesdagi ‘cry genlari’ faol bo'lmagan prototoksinlar sifatida mavjud bo'lgan toksik insektitsid oqsillari uchun.
    Ushbu oqsillar genetik muhandislik orqali paxta ekinlarida ifodalanganda, g'o'za qurtlariga qarshi zararkunandalarga qarshilik ko'rsatadi va zararlanishning oldini oladi. Bu hasharotlarning lichinkalari gʻoʻza oʻsimligining qismlari bilan oziqlanganda, toksin ularning ichaklarida faollashib, hujayralarini parchalaydi va shu tariqa oʻlimga olib keladi va zararkunandalarga chidamli boʻladi.


    Minnatdorchilik

    Ushbu tadqiqot quyidagi qo'llab-quvvatlovchilar tomonidan amalga oshirildi: Ijodiy ilmiy tadqiqotlar uchun grantlar (HT uchun № 18GS0313), ustuvor yo'nalishlar bo'yicha ilmiy tadqiqotlar (19060002 - HT № 19060001), Ilmiy tadqiqot (A) (HT va GH uchun № 17207005) Sidney universiteti (MEBga) Deutsche Forschungsgemeinschaft (Le1412-3/1) va Flandriyadagi fan va texnologiya orqali innovatsiyalarni qo'llab-quvvatlash instituti doktorlik va doktorlik dissertatsiyasi va FP7-Mari Kyuri uchun. MVL hamkasblari uchun IEF stipendiya dasturi MC-273068 Mualliflar IBC 2011 tashkiliy qo'mitasiga ushbu sharh maqolasi natijasida simpozium o'tkazish imkoniyatini bergani uchun minnatdorchilik bildiradilar.


    16S RRNK SEQUENSING FOYDALANISH FOYDALANIShI BAKTERİALLARNI Identifikatsiya qilish

    Noma'lum bakteriyalar yoki noaniq profilli izolatlar.

    16S rRNK genlari ketma-ketligi informatikasining eng jozibali potentsial foydalanishlaridan biri tan olingan biokimyoviy profillarga mos kelmaydigan izolatlar uchun jins va tur identifikatsiyasini ta'minlash, faqat "clow ehtimollik" yoki "kabul qilinadigan" dentifikatsiyani hosil qiluvchi shtammlar uchun. tijorat tizimlariga yoki kamdan-kam odamning yuqumli kasalliklari bilan bog'liq bo'lgan taksonlar uchun. Bugungi kunga qadar cheklangan miqdordagi tadqiqotlarning jamlangan natijalari shuni ko'rsatadiki, 16S rRNK gen sekvensiyasi ko'p hollarda jinsni aniqlashni ta'minlaydi (㺐%), lekin turlarga nisbatan kamroq (65-83%), 1 dan 14& gacha. Sinovdan so'ng noma'lum qolgan izolatlarning #x00025 (5, 11, 17). Jins va tur identifikatsiyasini olishda duch keladigan qiyinchiliklarga yangi taksonlarni tanib olish, nukleotidlar ma'lumotlar bazasida to'plangan juda oz sonli ketma-ketliklar, o'xshash va/yoki bir xil 16S rRNK ketma-ketliklariga ega bo'lgan turlar yoki bitta tur yoki komplekslarga tayinlangan bir nechta genomovarlardan kelib chiqadigan nomenklatura muammolari kiradi.


    Videoni tomosha qiling: Bahodir Ergashev: Matematika, risk, AQSh moliya tizimi, inqiroz, sugurta va Sardoba (Dekabr 2021).