Xromosomalar

Hujayra boʻlinayotganda shunga eʼtibor berish kerakki, hosil boʻlgan ikkita hujayraning har biri irsiy axborotning toʻliq va aniq nusxasiga ega boʻlishi lozim. Koʻpayish jarayonidagi xatoliklar yoki irsiy axborotning hujayralar oʻrtasida notekis taqsimlanishi hujayraning nosogʻlomligi yoki funksiyasini bajara olmasligi (va saraton kabi kasalliklar)ga olib keladi.

Ammo genetik axborotning oʻzi nima va u hujayra boʻlinishi davomida qanday vazifa bajaradi?

DNK (deoksiribonuklein kislota) tirik organizmlarning irsiy axborotidir. DNK inson organizmidagi deyarli barcha hujayralarda mavjud va hujayraning oʻsishi, funksiyasi va tashqi muhit taʼsirlariga javob berishi toʻgʻrisidagi axborotni saqlaydi.

Hujayra boʻlinayotgan paytda undagi DNK nusxasi qiz hujayralar oʻrtasida taqsimlanadi. Bundan tashqari, DNK organizm darajasida ham keyingi avlodga oʻtkaziladi, bunda ota-onaning irsiy axborotini oʻzida saqlagan spermatozoid va tuxum hujayrasi birikadi va yangi organizm hosil qiladi.

Umumiy jihatdan olganda, DNK toʻrt xil turdagi birliklar (nukleotidlar)ning juftlashgan uzun zanjiridan iborat boʻlib, ular A, T, S va G qisqartmalari bilan belgilanadi va gen deb ataluvchi birliklar asosida axborotni saqlaydi. Genlar organizmga funksional xarakter beruvchi oqsillar hosil qilish toʻgʻrisidagi axborotni oʻzida saqlaydi.

Hayvon va oʻsimlik hujayrasi kabi eukariot hujayralarda DNKning katta qismi yadroda saqlanadi va u yadro DNKsi deb ataladi. Hujayra uchun energiya ishlab chiqaruvchi mitoxondriya organellasida mitoxondrial DNK, oʻsimlik hujayralarida fotosintezni amalga oshiruvchi xloroplast organellalarida ham xloroplast DNKsi mavjud. Mitoxondriya va xloroplastlardagi DNK miqdori yadrodagi DNK miqdoridan ancha kam. Bakteriyalarda DNK hujayraning markaziy qismida joylashadi va u nukleoid deb ataladi. U ham yadro bilan bir xil vazifani bajaradi, faqat membrana bilan oʻralmagan.

Hujayradagi genlar toʻplami genom deyiladi. Organizmdagi barcha hujayralar (bir nechta istisnolardan tashqari) bir xil DNKni oʻz ichiga olgani sababli har bir organizm oʻz genomiga ega deb aytish mumkin. Bir turga kiruvchi barcha organizmlarning genomi oʻzaro oʻxshash boʻlgani bois butun turning genomiga taʼrif berish ham mumkin. Umuman olganda, butun insoniyat genomi yoki boshqa har qanday eukariot organizm genomi nazarda tutilganda yadro ichida joylashgan DNK tushuniladi. Mitoxondriya va xloroplastlar oʻzlarining alohida genomiga ega deb hisoblanadi.

Hujayrada DNK yolgʻiz oʻzi emas, balki uni shakllantiradigan va unga tuzilma shaklini beradigan maxsus oqsillar bilan birikkan holda boʻladi. Eukariotlarda bunday oqsillar gistonlar deb ataladi. Musbat zaryadlangan giston oqsillar atrofida manfiy zaryadlangan DNK oʻralib joylashadi. Bundan tashqari, DNKni yanada ixchamlashtirish va qaysi genning faol ekanini belgilashda ham giston oqsillar muhim rol oʻynaydi. DNK, giston va boshqa struktur (tuzilish) oqsillar kompleksi xromatinni hosil qiladi.

Hujayra hayotining katta qismida xromatin dekondensatsiyalangan boʻladi, bu mikroskop ostidagi uzun va ingichka jingalak iplar shaklida koʻrinadi. Bunday sharoitda DNK hujayraviy jarayonlar (DNKni oʻquvchi va undan nusxa koʻchiruvchi oqsillar) bilan oson birikadi, bu hujayraning oʻsishi va vazifa bajarishi uchun sharoit yaratadi.

Dekondensatsiyalangan atamasi bu holat uchun biroz gʻalati boʻlib tuyulishi mumkin – nega uni oddiygina qilib “toʻrsimon” deb qoʻya qolmaymiz – lekin xromatin ham kondensatsiyalanishi mumkinligini bilsangiz, holatga ancha oydinlik kiritgan boʻlasiz. Xromatin kondensatsiyalanganda eukariot hujayra DNKsi faqatgina bitta uzun ipdan emas, balki xromosoma deb ataluvchi chiziqsimon boʻlakchalardan iborat ekanini koʻrishingiz mumkin. Bakteriyalarda ham xromosoma mavjud, lekin u aylana shaklga ega.

Har bir tur oʻziga xos xromosomalar toʻplami va soniga ega. Masalan, odamlarning tana hujayralari (somatik hujayralar)da 46 ta, itlarda esa 78 ta xromosoma mavjud${}^1$‍. Hayvon va oʻsimliklarning koʻplab turlari, odamlar diploid (2n) xromosoma toʻplamiga ega, yaʼni oʻzaro mos keladigan gomologik juft xromosomalardan iborat boʻladi. Odamdagi 46 ta xromosoma 23 juftni hosil qiladi va ularning har biri oʻziga oʻxshash ikkinchi xromosoma uchun gomologik hisoblanadi (X va Y xromosomalar bundan mustasno; quyida koʻrib chiqamiz).

Odamning spermatozoid va tuxum hujayrasida gomologik xromosomalarning faqat bittasi mavjud boʻlib, bu gaploid (1n) xromosoma toʻplami deyiladi. Bu hujayralar birikkanda ularning irsiy axborotlari qoʻshilib, diploid xromosomalar toʻplamini hosil qiladi. Demak, sizning genomingizdagi gomologik xromosomalarning bittasi otangizdan, ikkinchisi onangizdan irsiylangan.

Gomologik juft xromosomalarning har ikkalasi bir-biriga juda oʻxshaydi hamda bir xil shakl va oʻlchamga ega boʻladi. Eng muhimi, ular bir xil genetik axborot tashiydi, yaʼni bir xil qismlarida bir xil genlar joylashgan boʻladi. Biroq bu genlar bir xil turda boʻlishi shart emas. Chunki sizda onangiz va otangizdan irsiylangan ikki xil gen mavjud.

Misol tariqasida qon guruhini (A, B, AB yoki O) belgilaydigan 9-xromosomadagi genlarni olaylik${}^2$‍. Bitta shaxsda har bir gomologik xromosomaning ikkita bir xil nusxasi boʻlishi mumkin, masalan, ikkita A tur geni. Boshqa holatda esa ikkita gomologik xromosomada ikki xil turdagi gen boʻlishi mumkin, masalan, bittasi A tur geni va ikkinchisi B tur geni (AB qon guruhini hosil qiladi) boʻlishi mumkin.

Jinsiy xromosomalar, yaʼni X va Y xromosomalar odamning biologik jinsini belgilaydi: XX ayol va XY erkak jinsini belgilaydi. Ushbu xromosomalar haqiqiy gomologlar emas va ularning bir xil nuqtalarida bir xil genlar joylashmagan boʻladi. Meyoz yoki jinsiy hujayralarning hosil boʻlishida zarur boʻladigan kichik oʻxshashliklarni hisobga olmaganda, X va Y xromosomalari bir-biridan farq qiladi va har xil genlarga ega. Odamlardagi 44 ta jinsiy boʻlmagan xromosomalar autosomalar deb ataladi.

Hujayra boʻlinish jarayoniga tayyorlanar ekan, u har bir xromosomasining nusxasini yaratishi kerak. Xromosomaning ikkita nusxasi qiz xromatidalari deb nomlanadi. Qiz xromatidalari bir-biriga oʻxshash va kinezin deb nomlangan oqsillar yordamida oʻzaro birikkan. Qiz xromatidalari orasidagi birikma sentromera, DNKdagi eng mustahkam nuqta boʻlib, hujayra boʻlinishining keyingi bosqichlarida ularni ajratish uchun muhimdir.

Agar qiz xromatidalari sentromera orqali bogʻlangan boʻlsa, ular hali ham bitta xromosoma deb hisoblanadi. Ammo hujayralar boʻlinishida ular bir-biridan ajralishi bilan har biri alohida xromosomaga aylanadi.

Nima uchun hujayra xromosomalarda replikatsiya (DNK nusxasini yaratish), kondensatsiya va ajralish jarayonlari sodir boʻladi? Qisqa javob: hujayralar boʻlinish paytida hosil boʻlgan har bir yangi hujayra har bir xromosomaning bitta nusxasiga ega boʻlishi uchun.

Yanada qoniqarli javob olish uchun hujayra sikli va mitoz haqidagi maqola va video bilan tanishib chiqing. Bu yerda siz xromosomalarning harakati hujayralarga boʻlinish paytida qiz hujayralarning mukammal DNK toʻplamiga ega boʻlishiga qanday yordam berishini koʻrishingiz mumkin.