Өсімдіктердің генетикалық полиморфизмін талдау

1. Өсімдіктердің генетикалық полиморфизмін талдау

Орындаған: Мухамедиярова С.
Сейдалы Ж.Ә.
Шамшадин. Д.
Тексерген: Жумабаева Б.
Алматы 2018

2. Кіріспе

Популяцияларда ұзақ уақыт тепе-тендік күйінде болып,
мөлшері жағынан ең сирек кездесетін генотиптен 1%-дан
артық болатын бірнеше генотиптің кездесуін генетикалық
полиморфизм (көптүрлілік) деп атаймыз.
Генетикалық полиморфизм мутациялар және комбинативтік
өзгергіштік салдарынан түзіледі және табиғи сұрыптау
арқылы бірқалыпты деңгейде сақталынады.
Генетикалық полиморфизмнің 2 түрі белгілі:
Адаптациялық
полиморфизм;
Балансты не гетерозиготалы
полиморфизм.

3.

Генетикалық әртүрлілік немесе генетикалық
полиморфизм - генетикалық сипаттағы белгілерге
немесе маркерлерге негізделген популяцияның
алуан түрлілігі.

4. Адаптациялық полиморфизм

Занды түрде озгеріп отыратын ортада сұрыптау әр түрлі
генотиптерге қолайлы болатын болса адаптациялық
полиморфизм түзіледі.
Мысалы, екі нүктелі қанқызының популяциясында
күздің ақырында қара түсті қоңыздар (доминантты
белгі), ал көктемде қызыл түсті қоңыздар саны басым
болады. Мұның себебі қызыл түсті қоңыздар суыққа
шыдамды болса, қара түсті қоңыздар жаздың күні
жедел көбейе алады.

5.

Егер сұрыптау рецессивті және доминантты гомозиготалыларға
қарағанда гетерозиготалыларға қолайлы болатын болса,
онда балансты (гетерозиготалы) полиморфизм қалыптасады.
Мысалы, жеміс шыбынының жасанды популяциясында алғаш
мутантты қара денелі (рецессивті белгі) шыбындар басым болып
шамалы уақыттан кейін қара денелілердің саны азайып, 10 пайыз
молшеріне жетіп тоқтаған. Зерттеулер нәтижесінде рецессивті
гомозиготалылар мен доминантты гомозиготалылардың
гетерозиготалы дараларға қарағанда тіршілік қабілетінің томен
болатыны анықталған.

6. Балансты полиморфизм популяцияларға бірнеше құнды қасиет береді:

1) генетикалық көптүрлі популяциялар сыртқы
ортаның кең ауқымды жағдайларын игере алады;
2) оның генофондыңда кең көлемді тұқым
куалаушылық өзгергіштіктің қоры жинақталады,
осының нәтижесіңде ол эволюциялық икемділікке
ие больш, кез келген бағытта өзгере алады.

7.

Популяциялық
полиморфизмді зерттеу табиғи өсімдіктер
дүниесінің маңызды түрлерінің ішкі жүйелік систематикасын
жасауда өте маңызды. Сонымен бірге ішкі өзгерістер
заңдылықтарын
тану
генофондты
тиімді
пайдалануға,
селекциялық, дақылдық және интродукциялық жұмыстарды
мақсатты жүргізуге мүмкіндіктер береді.
Қазақстанның өсімдіктер дүниесінде экономикалық жағынан
маңызды өсімдіктер көп. Бұл өсімдіктердің жүйесін жасау,
олардың жетілуі мен өнімділігін сипаттауда үлкен жұмыс
атқарылған. Алайда, құнды түрлерінің көбеюдегі генетикалық,
физиологиялық,
морфологиялық
және
биохимиялық
ерекшеліктерін зерттеудің кешенді ұйымдастырылуында әлі де
кемшіліктер бар. Биоценозды қалпына келтіруде, дайындауды
жоспарлауда, болашағы бар түрлерін көбейтуде өсімдіктер
туралы түсінік болуы өте маңызды. Сонымен бірге экономикалық
құнды
өсімдіктердің
генетикалық
және
биохимиялық
белгілерінің өзгеру бағыттын зерттеудің теориялық маңызы зор.

8.

Мәселен,
Қазақстанның әр жерінде
кездесетін
Ephedraсеае
туыстас
өсімдіктердегі алкалоидтер құрамының
әр алуандығы олардың систематикалық
жағдайы
емес,
географиялық
жағдайына байланысты. Сонымен,
біртектес заттар биосинтездің әр алуан
жолымен алынуы мүмкін, бұл жерде
заттардың өзі емес, оларды алу
жолдары
маңыздырақ,
өсімдіктер
конституентерінің генезисін ескеру
олардың гомологенді ме, әлде ұқсас
екендігін ұғынуға мүмкіндік береді
және соған сәйкес қортынды жасауға
ықпал
етеді.
Сонымен
бірге,
хемотаксономикалық әдістің де өзіне
тән шектеулері мен кемшіліктері бар
екендігін ескеру қажет

9.

Маркерлік жүйелер ретінде ПТР негiзінде жасалған ДНҚ-
ның полиморфты кезектесулерін қолдану геномдардың
маркерлермен қанығу мәселесiн шешуге және ДНҚ-ның
кез-келген бөлігін маркерлеуге мүмкiндiк берді. ДНҚ
полиморфизмін саралаудың жоғары технологиялық
әдiстерiнiң дамуы дербес топтар ретінде қарастырылатын
(ПТР-РФҰП, SSCP, т. б.)
ДНҚ маркерлерінің бөліктерін біріктіретін маркерлердің
жаңа түрiнiң (SNPs) жасалуына жағдай жасады.
Молекулалық маркерлердің әртүрлi уақыт (1966-2003
жылға дейiн) аралықтарындағы әртүрлi түрлерiнiң
мәлiмдiлiктері қаралып, келешекке болжам ұсынылады.
Қазіргі уақытта ғылыми зерттеулердiң әдiстемелiгi
өзгеруде және жоғарғы технологиялар қолданыла отырып,
үлгiлердi жаппай скринингтелуге ауысуда.

10.

Генетикалық
зерттеулердiң дамуындағы жетiстiктер
информациялық генетикалық маркерлердің болуына
негізделген. Алғаш генетикалық маркерлер ретінде
морфологиялық (фенотиптік) белгiлер қолданылды,
мысалы, осы маркерлерді қолдану арқылы 1913-жылы
бірінші генетикалық карта (Drosophilla melanogaster генеом
картасы)
құрастырылды.
Бірақ,
морфологиялық
белгiлердің тұқымқуалаушылығы күрделі сипатта болуы
мүмкін және сыртқы ортаның жағдайларына тәуелдi
болады.
Зерттеулердiң молекулалық әдiстерiнің дамуы генетикалық
полиморфизмнің гендердің өнімдеріне (белокты немесе
биохимиялық полиморфизм) дейін және жасушаның
генетикалық материалдар (ДНҚ полиморфизмі) деңгейіне
дейін талдау жасайтын жаңа тест жүйесін жасауға
мүмкiндiк бердi.

11.

Соңғы 28 жылда молекулалық генетиканың жетістіктері
аллелдi гендердiң полиморфизмін ДНҚ деңгейінде зерттеуге
мүмкiндiк бередi. ДНҚ полиморфизмі әр түрлi әдiстермен
тестіленуі мүмкін, мысалы, гендегі нуклеотидтерінің
кезектесулерін анықтау (Сиквенирлеу, өте қымбат, ұзақ,
күрделi және дәл әдiс), және организмдердің рестракционды
карталарын құрастыру (РФҰП), және ДНҚ әр түрлі
бөліктерінің амплификациясы (RAPD-PCR, ISSR-PCR), және
ДНҚ гибридизациясы (FISH, GISH, блоттингтер) және т. б.
әдістер. Бұл өте нәзік және нақты әдістер болып табылады,
олардың көмегімен экспрессирлеуші кезектесулердің ғана
емес, сонымен қатар реттеуші және экспрессирленбейтін
кезектесулердің полиморфизмін анықтауға болады.

12.

Ферменттер бойынша полиморфизм тiрi табиғатта кең
таралған. Түрлердің популяциялық полиморфизмін анықтайтын
болсақ, түрішілік және түраралық деп табиғи популяциялардың
өзін екіге бөліп қарастыруға болады. Гель-электрофорез әдiсі
қарапайым
генетикалық
әдiстермен
анықталмайтын
полиморфизмдерді, ферменттер бойынша және кейбiр ақуыздар
бойынша анықтауға мүмкiндiк бередi. Қандай болмасын ұлпа
сығындысын гельге салады және электр өрiсiнiң әсерлерiне
ұшыратады. Электр өрiсiнде әртүрлi ферменттердiң қозғалыс
ерекшеліктеріне байланысты соңғылары физикалық бөлiнедi;
содан соң гелді бояйды,осы кезде әртүрлi ферменттер оқшау
дақтар түрлерiнде байқалады. Бұл әдiспен бір фермент
жүйесiндегі аллельдi айырмашылықтарды және ферменттердiң
арасындағы гендiк айырмашылықтарды айқындауға болады.
Табиғи популяциялардан алынған iрiктеулердi зерттеуде
электрофорез әдiстерiн қолдану керемет нәтижелер берді. Әртүрлi
түрлердiң популяцияларында полиморфизмнің жоғары деңгейлерi
айқындалады және полиморфты фермент локустерiнiң жиiлiгiн
көруге болады.

13.

Пайдаланылған әдебиет тізімі:
Алтухов Ю. П. Генетические процессы в
популяциях. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. —
431 с.
Иогансен В. О наследовании в популяциях и
чистых линиях. — М.: Сельхозгиз, 1935. — 57 с.