Ontogenezin genetikası

Ontogenez — və ya fərdi inkişaf (yun. ontos – mövcud, gemsiz – doğulma) orqanizmin fərdi inkişaf prosesi olub mayalanmış yumurta hüceyrəsindən başlayıb ölüm ilə başa çatır.

Ontogenezin inkişaf dövrü

Fərdi inkişaf – ontogenez embrional və postembrional dövrlərə bölünür. Ontogenez termini ilk dəfə 1866-cı ildə E. Hekkel tərəfindən biologiya elminə daxil edilmişdir. Embrional dövr (yun. embrion – rüşeym) ziqotdan doğulana qədər (və ya yumurta qabığından xaricə çıxana qədər) olan fərdi inkişaf dövrünü əhatə edir. Postembrional dövr isə orqanizmin doğulandan (və ya yumurta qabığından çıxandan) ölənə qədər olan fərdi inkişaf dövrünü əhatə edir. Məlumdur ki, həm embrional, həm də postembrional dövrdə gedən bütün inkişaf prosesləri orqanizmin genotipində fərdi inkişafın bütün mərhələləri proqramlaşdırılmışdır. Fərdi inkişafın gedişi boyu genlər tədricən fəaliyyətə keçərək inkişafın bütün mərhələlərini idarə edir. Fərdi inkişaf genlərin fəaliyyətindən asılı olmasına baxmayaraq, xarici mühit şəraitinin bu prosesdə rolu böyükdür. Belə ki, genotipin fəaliyyəti, yəni orqanizmin daxili potensial imkanları onu əhatə edən xarici mühitlə əlaqədə realizə olunur. Xarici mühit bu və ya digər üzvün və əlamətin meydana gəlməsinə mühüm təsir göstərə bilər. Məməli heyvanlarda embrional inkişaf dövrü ana bətnində getdiyinə görə doğulmamışdan əvvəl fərdin əlamətlərinə xarici mühit şəraiti az təsir edir. Onlar əsasən valideyn formaların genotipinin nəzarəti altında inkişaf edərək doğulandan sonra demək olar ki, dəyişmirlər. Postembrional dövrdə xarici mühit şəraiti bitkilərdə və heyvanlarda əsasən məhsuldarlığı müəyyən edən kəmiyyət əlamətlərinə əhəmiyyətli təsir edir.

Əlamətlərin necə əmələ gəlməsini izah edərkən gendən əlamətə doğru yolu belə hesab edirlər: gen müəyyən fermentlərin sintezinə nəzarət edir və onun aktivliyi ilə bilavasitə hüceyrədə gedən proseslər tənzim olunur. Prokariotlarda gen ilə əlamət arasında əlaqə dəqiq müşahidə olunur və sadədir:

gen → ferment → əlamət

Bu proses çoxhüceyrəli ali mürəkkəb mütəşəkilliyə malik olan fərdlərdə hər bir əlamət bir qayda olaraq bir çox genlərlə nəzarət olunur. Məsələn, iri buynuzlu heyvanlarda dəmirin rəngi 10 genin uzlaşması ilə həyata keçir. Ontogenezi öyrəndikdə əsas məqsəd genin inkişaf prosesində genin realizə olunmasının qanunauyğunluqlarını müəyyən etməkdir. Bunun üçün əsasən embrional dövrdə toxumaların differensiasiya prosesləri ətraflı öyrənilmişdir.

Embrional dövrdə ilkin diferensasiya prosesləri

Mayalanmadan əvvəl heyvanların yumurta hüceyrəsində (sitoplazmada) külli miqdarda m-RNT, r-RNT və n-RNT toplanır. Bunlar mayalanmadan əvvəl spesifik histon zülallarla birləşərək qeyri-fəal qranulalar – introsomlar əmələ gətirir.

Mayalanmadan bir neçə dəqiqə keçdikdən sonra introsomun m-RNT-nin molekulunun bir qismi zülallardan azad olunaraq yumurta hüceyrəsinin sitoplazmasında ribosomların üzərinə daxil olaraq, ziqotun ilkin inkişafı üçün lazım olan müəyyən zülalların sintezinə başlayır. Ziqotun ilkin inkişaf mərhələsi ana orqanizmin genlərinin nəzarəti altında həyata keçir. Blastula mərhələsinin sonuna qədər zülalların sintezini yumurta hüceyrəsinin m-RNT-si təmin edir. Qastrulaysiya mərhələsinin əvvəlindən başlayaraq və ontogenezin bütün sonrakı proseslərində zülalların sintezi hər iki valideynlərin nüvələrinin birləşməsi nəticəsində əmələ gələrək, onların genetik məlumatını birləşdirir. Rüşeymin inkişafının ilkin mərhələlərində ziqotun bölünməsi və blastulanın əmələ gəlməsi yumurta hüceyrənin sitoplazmasında olan RNT və digər komponentlərin hesabına gedir. Qastrula mərhələsində artıq nüvə m-RNT-si fəaliyyətə başlayır və bu vaxtdan nüvə irsiyyəti, yəni həm ana, həm də ata orqanizmindən alınan genlər fəaliyyətə başlayır.

Toxumaların differensiasiyası

Hüceyrənin ilkin differensiasiyası və qastrulaya qədər differensiasiya əsasən sitoplazma ilə əlaqədardır. Qastruladan sonrakı inkişaf hər bir növün, cinsin, sortun və fərdin bütöv genetik məlumatını və genlərin tam yığınını öz tərkibində saxlayan ziqotun hüceyrə nüvəsinin fəaliyyəti ilə bağlıdır.

Heyvanlarda embrional toxumaların hüceyrələri forma və zülal tərkibinə görə nisbi olaraq eyni olurlar. Sonra onlar differensiasiyaya uğrayaraq müxtəlif ixtisaslı hüceyrələrə çevrilirlər. Hüceyrələrin belə müxtəlifliyinin meydana gəlməsi differensiasiya adlanır.

Forma əmələ gəlmə proseslərinin və ixtisaslaşmış hüceyrələrin inteqrasiyası üçün lazım olan spesifik zülalların sintezinə nəzarət edən genlər differensiasiya zamanı aktiv funksiyaya malik olur.

Hüceyrələrin və toxumaların differensiasiya prosesində DNT-nin, xromosomların, nüvənin, sitoplazmanın tərkibində geriyə dönməz dəyişilmələr baş verir, baxmayaraq ki, orqanizmə xas olan bütün genetik məlumat hüceyrədə qalır.

Genotip və fenotip

Genotip nədir?

Genotip — orqanizmin xromosomlarında (diploid sayda) cəmləşən bütün genlərin yığımına deyilir. Genotip orqanizmin bütün həyat fəaliyyətinə, inkişafına, qurluşuna, fenotipinə nəzarət edir. Genotip termini ilk dəfə 1909-cu ildə danimarkalı alim V. İohansen tərəfindən elmə gətirilmişdir. Müasir genetika sübut etmişdir ki, orqanizmlərin bütün əlamətlərinin əsasını onların genotipi təşkil edir. Hər bir əlamətin təzahürü genotip və mühit arasında yaranan mürəkkəb qarşılıqlı əlaqələrin nəticəsidir.

Fenotip nədir?

Fenotip — orqanizmin daxili və xarici struktur və funksiyalarını morfoloji, anatomik və fizioloji üsullarla öyrənən və təsvir edən əlamət və xüsusiyyətlərin cəmidir. Fenotip orqanizmin daimi xüsusiyyəti deyil, o, orqanizmin inkişaf prosesində fasiləsiz olaraq dəyişilir. Hər bir orqanizmin fenotipi konkret inkişaf şəraitində genotipin imkanları eyni cür təzahür etmir. Odur ki, eyni genotipə malik olan orqanizmlər ayrı-ayrı inkişaf şəraitində müxtəlif fenotipə malik ola bilər.

Penentrantlıq və ekspressivlik

Penentranlıq nədir?

Eyni bir cinsə və yaxud növə aid olan orqanizmlərdə eyni bir gen müxtəlif dərəcədə fenotipik təzahür edə bilər. Qohum qrupa aid olan fərdlərdə bu və ya digər əlamət üzə çıxa və ya çıxmaya bilər. Belə hadisəyə genlərin penentrantlığı deyilir.

Genlərin penentrantlığı faizlə müəyyən olunur. Bu faiz öyrənilən genin fərdlərdə üzə çıxması ifadə edir. Əgər müəyyən genin heyvan cinsinin və yaxud bitki sortunun bütün fərdlərində meydana çıxıbsa, onda penentrantlıq 100% təşkil edəcək, həmin genlərin müəyyən bir hissəsində təzahür edirsə, onda onun faizi müəyyənləşir.

Ekspressivlik nədir?

Oxşar genotiplərin konkret mühit şəraitində reaksiyası və genin fenotipik özünü büruzə verməsini xarakterizə edən hadisəyə genin ekspressivliyi deyilir.

Heteroziqot vəziyyətdə olan resessiv genlər adi şəraitdə fenotipik özlərini büruzə vermir, lakin dəyişilmiş şəraitdə meydana çıxa bilir. Buna misal olaraq, genin müxtəlif cür fenotipik özünü büruzə verməsinə və ekspressivliyinə dovşanın xəzinin rənginin dəyişməsini göstərmək olar. Dovşanın xəzinin rənginin ağ, lakin pəncəsinin, qulaqlarının, burununun və quyruğunun uclarının qara olmasını fenotipik olaraq S alleli müəyyən edir. Mühit şəraitini dəyişdikdə daha dəqiq desək, temperaturun dəyişməsi melanin piqmentinin sintezinə təsir edir və xəzin rənginin dəyişməsinə səbəb olur.

Dovşanın 30º S temperatur şəraitində bəslədikdə xəzin rəngi ağ olur. Əgər dərinin bir hissəsindən tükləri qırxsaq və həmin hissəyə sistematik olaraq mənfi temperatur ilə təsir etsək, orda qara tüklər əmələ gələcək. Bu onu göstərir ki, mənfi temperatur müəyyən genlərin fəallığına təsir edərək xüsusi fermentlərin istehsalına nəzarət edir.

Genlərin fenotipik şəkildə meydana gəlməsində gen – modifikatorlarının olması və aktivliyi böyük əhəmiyyət kəsb edir. Gen modifikatorlar şəraitdən asılı olaraq genlərin ekspressivlik dərəcəsini müəyyən edir.

Mənbə

S.Q.Həsənova, A.Q.Qarayeva, Ə.H.Qədimov, M.R.Şəfiyeva — Genetika (Dərs vəsaiti) / Sumqayıt 2014 / Sumqayıt Dövlət Universiteti nəşri

İstinadlar

http://elibrary.bsu.az/110/N_40.pdf Arxivləşdirilib 2018-11-23 at the Wayback Machine