2. Хромосомалардың құрылысы және олардың репродукциясы

Хромосомалардың морфологиясы және көлемі. Хромосомалардың жалпы морфологиясы оларды ең қысқарған және экватор жазықтығында орналасқан метафаза немесе анафазаның бастапқы стадиясында жақсы байқалады. Бұл кезде хромосомалар жақсы көрінеді, олар пішіні мен үлкендігі жөнінен айрықшаланады (2-сурет). Әр хромосоманың формасы негізінен алғашқы тартылыс кезінде анықталады, ол жерде центромера бо-лады. Әр түрлі хромосомолардағы центромераның орны түрліше болады, бірақ ол әр хромосоманың өзіне тән және тұрақты болады.

Центромера хромосоманың ең ұшында болмайды деп бол-жайдьц Хромосомалардың ең үшындағы сеғменттері теломера ' деп

аталады./Хромосоманың центромераға жақын орналасқан. учаскесін проксимальді, қашығырақ учаскесін дистальды деп атайды.

Хромосомада алғашқы тартылыстан өзге, ұршық жіпшелерімен байланыссыз екінші тартылыс болуы мүмкін, (2-сурет, 5). Хромосомадағы бұл тартылыс ядрошықтың қалыптасуымен байланыстьу оны ядрошық уйымдастырушы деп атайды. ;Хромосоманың бұл учаскесінің құрылысы күрделі екені анықталды және рибосомалық РНК синтезіне жауапты.ІЕкінші тартылыс кейде өте ұзын болуы мүмкін, ондай жағдайда ол тартылыс хромосоманың негізгі денесінен шағын учаскені бөліп тұрады, ол спутник деп аталады Мұндай хромосомалар спутникті деп аталады / (2-сурет, 6).

Жоғарыда айтылғандай, метафаза кезінде хромосомаларды полюске тарататын центромераға ұршық жіпшелері бекітіледі. Егер хромосоманың центромерсіз учаскесі (ацентрлік фрагмент) бүзылса, ол репродукциялана алуға қабілетті, бірақ центромераны қалпына келтіре алмайды. Центромерасы болмағандықтан, мұндай ацентрлік фрагмент ориентация жасай алмайды, сондықтан клетка бөлінуі кезінде көбінесе жойылып кетеді.

2-сурет. Метафазалық хромосомалар типі:

1— метацентрлік (екі бөлігі бірдей); 2—субметацентрлік; 3— акроцентрлік (екі белігі мүлде бірдей емес); 4— телоцентрлік (екінші бөлігі ;қоқ) хромосома; 5— екінщі тартылыстіл дентрлік хромосома; б— спутникті хромосома. Ашық түсті дөңгелектер арұқылы центромера көрсетілген.

Фрагментцентромерасымен басқа хромосомаға байланысса ғана сақталады.

Алайда таякша тәріздес хромосомалар да белгілі, ұршық жіпшелері оның бүкіл денесінің ұзына бойына жалғасады. Мұндай хромосомалардың диффузды центромерасы болады. Мұндай жағдайда бөлек қалған хромосома фрагменттері анафазаға бір қалыпты ажырауы мүмкін. Бүл құбылыстың та-биғаты әлі жете зерттелмеген. Хромосомалардын, морфологиясы ғана емес, үлкендігі де әр түрлі. Олардың ұзындығы 0,2—50 мкм аралығында; диаметрі 0,2—5 мкм (немесе 20—50 нм). Алайда белгілі бір хромосоманын, ұзындығы біршама түрақты.

Жіктеп бояуға мүмкіндік беретін хромосоманы бояудың жаңа әдістерін

қолдану, яғни хромосоманың боялған және боялмаған бөліктерінің заңды кезектесуін — диаметрі әр түрлі дискілерін анықтау, әр хромосомаға дәл сипаттама беруге яғни хромосоманың жеке-даралығын анықтауға мүмкіндік берді (3-сурет).

Сонымен әр клеткада хромосомалардың формасын, үлкендігін және жіктеліп боялуын қарастырған кезде олардың бәрін өзара ұқсатуға болады. Ал зерттеп білуді жеңілдету үшін, әр-қайсысын ажыратып нөмірлеу керек. Мысалы, адам хромосома-лары (28-тарауды қараңыз) және бірқатар басқа организм хромосовдалары осылай істелген.

Хромосомалардың құрылымы. Бөлінетін клеткалардағы хро-мосомалардың құрылымы профазада көріне бастайды. Жоғарыда айтылғандай, алғашқы профазада хромосомалар қосарланған жіңішке жіп (сіңлілі хроматидтер.) тәріздес болады. Метафаза стадиясында хромосомалардың 4 жіпшеден тұратыны кейде жарық микроскопынан кәрінеді, олар жартыхроматидтер деп аталады. Жартыхроматидтер хромосома қүрылымындағы ең қарапайым ұсақ бөлік емес екені электрондық микроскоп кемегімен анықталды. Әр хромосоманың өзі хромонема деп аталатын кептеген жіпшелерден құралады деген гипотеза айтылып жүр. Рентгеноструктуралық анализ мәліметтері бойынша ең жіңішке жіпшенің диаметрі 3 ым шамасындай болады. Хромосоманың кептеген жіпшелерден қүұралған құрылымы 4-суреттен жақсы көрінеді. Осы модельге сәйкес хромосомадағы жіпшелердің жалпы саны 64.

Бір жіпшенің дисшетрі НМ: 20 -25 НМ 10 -12 НМ 3 -4-НМ

ДНКмошулалары-нық. саны

6-сурет. Метафазалық хромосома

4-сурет. Хромосоманьщ мпкроскоптық, субмикроскоптык, және молекулалық қурылымының схемасы (көп жіпшелі моделі) Сол сияқты екінші гипотеза да белгілІ, ол бойынша хромо-сомалар бір ғана жіптен тұрады, сол жіптің спиральдануы және бүктелуі нәтижесінде политенді құрылым қалыптасады (5-су-рет). Әр түрлі организмдер клеткасының ядросында ұзындығы 1—22 мм жететін ДНҚ молекуласының үздіксіздігі осы соңғы гипотезаны қоштайды.

5-сурет. Хромосоманың бір жиішелі құрылым схемасы (қабаттасқан жіпше);

1— репродукция ироцесі кезіндегі ннтерфазалың хромосома; 2—метафазалыңхромосома. Бұл жағдай метафазада ДНҚ-ның 100—500 есеге дейін «тығыздала» (спирализация, коиденсация) түсетінін көрсетеді. Жіпшелердің қабаттасып бүктелу моделі классикалық генетиканың мәліметтерімен де үйлеседі (9, 21-тарауды қараңыз). Алғашқы гипотеза тіпті расталмаған күннің өзінде хромосомадағы қүрылым иерархиясын түсінуге мүмкіндік береді.

Митоз циклінде хромосома жуан-дығы езгеріп отырады. Мысалы, профазада жіқішке хромосомалар жуандай, жинақтала бастайды. Метафазада олар жуандап қысқарған дейін болып керінеді.

Метафаза — пластинкасына тән хромосомалардың қысқарып қалыптасу механизмі қандай? Митозға дайындық кезінде хромосомадағы хромонемалар спиральдану процесіне үұшырайды. Профазаның барысында спиральдану барлық хромосомоға таралады, сөйтіп метафаза кезінде ол ең жоғары сатыға көтеріледі. Сондықтан метафазада хромосомалар өте жинақы болып көрінеді.

Казір спиральданудың екі түрлі болатыны анықталды. Олар ірі және үсақ спиральдану, бүл кездерде жіпшелер орамдары өзара перпендикуляр орналасады. Спиральданудың екі түрі де бір мезгілде жүреді (6-сурет).

Телофазада хромонемалардың деспиральдануы басталады, интерфазада хромонемалар әбден тарқатылған күйде болады. Митоз циклінде хромосомалардың

спиральдану және деспиральдану ерекшелігі заңды процесс (спиральдану циклі, 7-сурет).

Метафазада хромосомаларының кәлемінің үлғаюы тек спиральданумен ғана байланысты емес, конденсациямен — жіпшелердің тығыздалып орналасуымен де, оларды әр түрлі заттардың қоршауымен де, яки кабықша — матрикс түзілуімен де бай-ланысты болады. Матрикс негізінен ядрошық заттарынан тұрады және ол телофазаға дейін сақталады. Онын, ролі әлі толық анықталған жоқ, бірақ бұл кезде хромосомалардың жаңа жас клеткалар арасында рибонуклеопротеидтерді бөлуші ретінде қызмет атқаратыны күдік тудырмайды.

Хромосомалардың ұзына бойына жіктеліп дифференциялануына ерекше назар аудару керек.Профазада хромосомалардың бүкіл ұзына бойына қарайып боялатын дәндер, яки хромомералар байқалатыны жоғарыда ай-

7-сурет. Хромонеманың митоздық циклде спиралдану схемасы:

1—интерфаза, хромоыемалар әлсіз спиралданған (қалдың спиралдар); 2, 3, 4—про-фаза, хромоыема спиралдануының күшеюі екі хроматидтің түзілуі; 5— прометафа-за, төрт жярты хроматидтің көрінісі; 6— метафаза, ең кушті спиралдануы, мүнда үлкен спиральда, кіші сииральда байңалады; 7— анафаза; 8—■ телофаза (жас хро-мосомалардьщ біреуі) хромонеманың деспиралдануы (дөңгелектермен центромералар көроетілген).тылған еді. Олардың әр хромосомада орналасу орны тұрақты және әр хромосомада ол әр түрлі болады. Хромосоманың бұл таспиқ тәріздес жуантық жері ең алдымен спиральданатын хромонемалардын, белігі.

Ол ен, тығыздалған бәлігі болып табылады, сондықтан кәдімгі жарық микроскоптан қарайған туйіршік сияқты болып көрінеді.

Негізгі бояулармен бояп, фиксация жасаған кезде әр түрлі учаскелер түрлі реакция береді. Бір учаскелер жақсы боялады — олар гетерохроматинді, ал екінші учаскелер нашар боялады — олар эухроматинді учаскелер деп аталады.

Гетерохроматинді учаскелер хромосоманың бүкіл ұзына бойына таралған, көбінесе центромераға жақын және хромосомалар ұшында, сол сияқты ядрошықтын, маңында орналасады. Хромосоманың кейбір түрлерінің басым бөлігі гетерохроматиннен тұрады. Гетерохроматинді учаскелер клетканың букіл тіршілік циклі бойы, солардың ішінде интерфазада да, қатты спираль-данған күйде болады, сірә сондықтаы да күштірек боялатын болса керек.

Жіктеп дифференциациялап бояу кезінде байқалғандай, гетерохроматин біртектес емес: одан клетка бөлінуінің бүкіл циклі кезеңдерінің бәрінде хромосомада болатын конститутывті заттар және клетка циклінің бір бөлігінде немесе гомологиялық хромо сомалардың біреуінде ғана кездесетін факультативті заттар табылды. Иитерфазада эухроматинді учаскелер деспиральданады, бұл олардың өте жоғары мотеболистік активтігін көрсетеді. Сірә, интерфаза ядросындағы хроматин тұйірлері, хромссоманың гетерохроматинді учаскелері болуы мүмкін. Қоршаған ортанық әсеріне олар әсіресе тұрақсыз болады, хромосомалардың үзілу жиілігі және олардың қалпына келу қабілеті оларға байланысты болады.

ДНК молекулаларына денатурация — ренатурация белгілі құрылысы бар ДНК жоне РНК молекулаларын будандастыру, басқа әдістер қолдану мынаны көрсетті: гетерохроматиннің эухроматиннен айырмасы оиың спиральдану дәрежесінде ғана емес, химиялық құрамы бойынша да айырмашылығы бар. Гете-рохроматиндегі ДНК. нуклеотидтері қысқа және б£ЛгШ бір ретпен қайталап отырады, көбінесе оларды қайталамалар, репликтер деп атайды, ал ДНК — сателлитті деп аталады. Эухроматин-де ДНҚ нуклеотидтері ұзын, қайталанбайтын бірыңғай ретпен орналасқандығы байқалады (17-тарауды қараңыз).

Хромосоманың үзына бойына дифференциациялануы алып хромосомалардан әсіресе жақсы көрінеді. Дене және жыныс клеткаларыыың кәпшілігінің қалыпты метафазадағы хромосомаларымен салыстырғанда,

алып хромосомалар .100—200 есе ұзын және ондағы хромонемалар да 1000 есе көп болады. Мұндай кү-рылымы бар хромосомалар қос қанатты насекомдар личинкасының дене клеткасындағы ядроға, ішекқарын, малышгий тамырлар, сілекей бездер клеткаларына тән болады, сол сияқты ондай хромосомалар кейбір әсімдіктерден (антиподалар мен синергидтерде) және карапайым организмдерден табылды.

Алып хромосомалардың политендігі, эндомитоз кезінде пайда болады. Бүл жағдайда 2 хромонема жүйелі тоғыз рет екіден еселенгеннен кейін бір-біріне тығыз орналасқан 1000-ға жуық жіпше түзеді. Алып хромосомалардың хромонемалары үнемі біршама және біркелкі деспиральданған күйде болмайды, ол жағдай хромосомалар ұзындығының 100—200 есе ұлғаюына себеп болады. Кәдімгі алып хромосоманы дрозофила личинкаларының сілекей бездерінен (Огозорһііа туысы, 8-сурет) байқауға болады.

Олардың ерекшеліктеріне мыналар жатады. Морфологиясы және келемі бірдей хромосомалар (біреуі әкесінің, екіншісі шешесінің) бірігіп, коньюгациялана (дене конъюгациясы) алады, бұл жағдай алып хромосомалардың жуандығын одан әрі үлғанта түседі.

Екінші ерекшелігі өте көп хромонемалардың хромомералары біріне-бірі жанаса отырып, өзара тығыз орналасады, буылтықтар — дискілер түзеді, олар боялған кезде қарайып боялады және көлденен, сызылған сызықтар сияқты болып көрінеді.

Дискілердің көлемі мен морфологиясы өте өзгеріп отырады, бірақ әр хромосоманың бүл көрсеткіштері түрақты болады және хромосомаларды ұқсатып — ажырату үшін өте жақсы маркер болып табылады. Хромосомалардын, политенділігі дискілер арасынан жақсы көріыеді. Дискілердің құрылысы онтогенезде өзге-

8-сурет. Дрозофиланың сілекей безі клеткалары (алып) жэне ганглия клеткалары

(митоздьтқ) ядросыидағы хромосомалардьщ салыстырмалы көлемі.реті, ол өзгеру хромосоманың қызмет атқаруына байланысты болады, ал ол жөнінде 22-тарауда баяндалады.

Хромосомалардың нәзік құрылысымен және олардың қызме-тімен танысуға болатын екінші модель «лампа щеткасы» сияқты хромосомалар. Бұл хромосомалардың түрлері әйнек пробирка-ларды жууға арналған ершке үксайды, ертеде онымен керосин лампалардың шыныларын жуатын еді. (I табл., Б). Бұл хромосомалардың жекелеген учаскелері өте созылған және хромосома осіне перпендикуляр симметриялы ілмектер жасайды (9-сурет). Хромосомалардың мұндай күйі балықтың, амфибияның, рептилияның және құстың ооциттерінде кездеседі.

9-сурет. «Лампа щеткасы» типтес хромосоманыц жеке ілмегінің құрылыс схе-масы.

«Лампа щеткаларының» алып хромосомалардан айырмасы— олар политенді болмайды, күшті деспиральданған хромонемалары болады. Өте күшті деспиральдануы ооциттердіқ өсуі кезінде хромосбмалардың метаболистік белсенділігінің артуымен

байланысты деп жобалайды (17, 21-тарауларды қараңыз

10-сурет. Жеке нуклеотидтің (жоғарғысы) және ДНК жеке тізбегі-

нің құрылысы (төмен-г і с і);

ф— фосфор кыпщылының ңалдығы; Д— дезоксирибо-за; Л— пуриндік немесе пиримидиндік негіз.

Хромосомалардың химиялық құрамы. Хромосомалардың химиялық құрамын зерттеу, олардың негізінде нуклеопротеидтерден (90—92%) тұ-ратынын көрсетті. Нуклеопротеидтер дезоксирибонуклеин қышқылынан (ДНК) және белок гистоннан (немесе протаминнен) тұрады. Хромосомада бұдан өзге РНҚ, біраз мөлшерде кальций, магний, темір т. б. иондарды және кейде РНҚ комплексін түзетін гистонды емес белоктар болады.

ДНК өзінің табиғаты бойынша биологиялық полимер болып табылады, оның құрылымы күрделі құрылысты таспа сияқты. ДНҚ-ның молекулалық массасы 7-Ю⁶—100• 10⁶Д шамасына жетеді.

ДНҚ молекуласы кезектесіп отыратын мономер бірлігінен дезоксирибо-нуклеотидтерден құрылады. Әр нуклеотидтің құрамына гетероциклді азот-ты негіз (пуринді немесе пиримидинді), дезоксирибоза қанты және фосфор қышқылының қалдығы кіреді (10-су-рет). Басым көпшілік дезоксирибонук-леоидтер құрамына универсалды таралған гетероциклді негіздер: пурин туындылары — аденин мен гуанин және пкримидин туындылары — щітозин мен тимын кіреді.

ДНҚ тізбегіндегі нуклеотидтер арасындағы байланыс қатал біртекті және ондай байланыс фосфор қышқылынын, диэфирі түзілу арқылы, көрші дезоксирибоза қалдықтарының 3 және 5-гидроксилдері арасында пайда болады.

Сонымен, ДНК полимер тізбегі кезектесіп отыратын дезоксирибоза және фосфат қалдықтарынан тузіледі. Осы тізбек қаңқасындағы әр дезоксирибоза қалдыққа бүйір радикалдар — пуриндік немесе пиримидиндік негіздер жалғасқан.

Өсімдіктердің, жануарлардың және микроорганизмдердіқ ДНК-ның химиялық қүрамын зерттеу нәтижесінде әр түрдегі пуриндік және пиримидиндік негіздер өзіндік ерекше таралатындығымен сипатталатындағы анықталды. Әр түрде гуаницитозин мольдер санының аденинтимин мольдері санына қатысы 0,45-тен 2,8

шамасына дейін ауытқып отырады (басқа да алшақ ауытқулар кездеседі). Әр түрдегі ДНҚ макромолекуласында нуклеотидтердің кезектесіп орналасуы әр түрлі, мұның өзінен тұқым қуалаушылыққа тікелей қатысты екені көрінеді.Ал ДНК құрылымын қарастыратын болсақ, бұлардың ғажап

13-сурет. ДНҚ кос спира-лыныц кұрылым схемасы (Уотсон — Крик моделі)

біртектес екенін байқаймыз. ДНҚ-ның бір молекуласында екі полинуклеотидтер тізбегі оң жаққа қарай бұралған екі спираль (бұрандалы баспалдақ сияқты) болып біріккен, бүл кезде екі тізбектің де п-рин және пиримидин негіздері спиральдар бұрандасының аралығындағы кеңістікте болып шығады. Негіздер өзара сутекті байланыстар арқылы жалғасқан. Қалыпты жағдайда бір тізбектегі пурин негіздерге екінші тізбектегі пиримидин негіздегі сәйкес келеді және керісінше атап айтқанда: аденин әрқашанда тиминмен, гуанин цитозинмен байланысты болады. Сәйтіп ДНК-ның екі жіпшесі бірін-бірі өзара толықтырып отырады, ол комплементарлық деп аталады. ДНҚ-ның қос спиральды құрылым схемасы 11-суретте берілген.

Хромосома құрамына РНҚ кіре-ді, ол да ДНК сияқты, полинуклеотид болып табылады. Оның құрамында төрт азоттық негіз болады: аденин мен цитозин, гуанин мен урацил. РНК-да тимин-нің орнын урацил, ал дезоксирибозаны рибоза ауыстырады. ДНК-дан РНК-ның ерекшелігі әдетте оның құрылымы бір тізбекті болып келеді. ДНК-ны клеткадан беліп алудын, жұмсақ әдісін қолданғанда, яки молекуланы бүлдірмей бөліп алу әді-сінде хромосома саны мен альга ДНК молекулалар санының толық сәйкес екені анықталды. Молекулалардың ұзындығы хромосомалардың ұзындығына пропорционал болып шықты. Бұл әрбір хромосомада центромера үзе алмайтын ДНК-ның бір молекуласы болатындығы жөнінде қорытынды жасауға мүмкіндік береді. Мысалы, адамның 1-хромосомасының метафаза кезіндегі ұзындығы 10 мкм, ондағы ДНК молекуласының ұзындығы 16 см

Дегенмен, хромосоманың молекулалық деңгейдегі жалпы конструкциясы әлі айқын емес. Сол сияқты ДНК-ның белокты комплексінщ құрылысы да белгісіз.

Хромосомалар репродукциясы. Тұқым қуалаушылықты түсінуге байланысты генетикадағы негізгі мәселелер мыналар бо лып табылады: 1. Митоздық циклдің қайсы кезінде хромосомалар өздерін ұдайы өндіре алады?

фазасы; ДНК синтездеу фазасы; ₂— постсинтездік фаза.

Интерфааа: Я\— пресинтездік

2. Өздерін ұдайы әндіріп шығарудың молекулалық механизмі қандай?

Хромосомалар биосинтезінің молекулалық механизмінде, хромосоманың негізгі компоненті ретінде ДНҚ репликациясы маңызды роль атқаратыны анықталды. Дегенмен, ДНК репликациясыныц механизмін білу хромосомалардың екі еселенуі механизмін толық түсіндіре алмайды.

Митоз циклі кезінде ДНК син-тезін зерттеу ол көп клеткалы оо-ганизмдерде интерфазада жүре-тінін көрсетті (12-сурет).

Интерфаза үш кезеңге немесе фазаға бөлінеді. Митоз аяқталысымен басталатын фаза белгіленеді, ол кезде ДНК. синтезделмейді, бірақ клетка құрылымы түзілуіне және келесі бөлінуге қажетті баска өнімдер (олардың ішінде РНК жзйе белок бар) жи-нақталады. Бұл фаза пресинтети-калық деп аталады. Ол ен. ұзақ-қа созылады жоне тұрақсыз болады. Бұл фазаның ұзақтығы бірнеше сағаттан бірнеше тәулікке дейін созылады. Бұдан кейін ДНК-ның синтезделу фазасы (5 фазасы) басталады, бүл кезде клетка ядросындағы ДНҚ мөлшері екі есе ұлғаяды. Бүл фаза қысқа бірнеше минуттан бірнеше сағатқа дейін созылады. 5 фазасы кезінде де РНҚ және белок синтезделеді.

Ең соңында постсинтетикалық фаза (ф₂ фаза) басталады, бүл кезде ДНК синтезделмейді, бірақ РНК мен белоктар (әсіресе, ядролық белоктар) синтезі жүреді және келесі митоз үшін энергия жинақталады. Бұл кезде клеткада ДНҚ-ның екі еселенген мөлшері сақталады. Бүл фаза да қысқа, ол епликацияның (қосарланудың) схемасы:бірнеше минуттан бірнеше сағатқа дейін созылады. Осымен интерфаза аяқталады да, митоз басталады, осының нәтижесінде белініп шыққан екі клеткадағы ДНК мөлшері бастапқы клетканікіне тең болады.ДНК-ның екі еселену механизмі қандай? ДНК молекуласының жартылай консервативті екі еселенуі (репликация) деп аталатын схема көпке белгілі (13-сурет). Бұл схема Дж. Уотсон мен Ф. Крик тапқан ДНК-ның құрылым моделімен үйлеседі және генетиканын. мәліметтеріне сәйкес келеді.ДНК-ның жартылай консервативті репликациясы схемасына сәйкес,

ең алдымен аденинтимин, гуанин-цитозин жүптарын түзуші пуриндік және пиримидиндік негіздер арасындағы сутек-тікбайланыстар үзіледі. Осындай үзілістен кейін қос полинуклеотидті тізбек тарқатылады да әр дара тізбек (моноспираль) матрица сияқты, езінің қасында полимеризация жолымен кариоплазмадағы мононуклеотидтерден комплементарлық тізбек түзеді. Осының нәтижесінде бастапкы бірдей екі ДНК молекуласы түзіледі. Сонымен, ДНҚ құрылымының екі жақтылығы, ДНКнуклеотидтершің комплементарлығы, оның репликациялануына қажет-ті аса маңызды шарты болады.ДНҚ-ның репликация процесіне ЛНК-полимераза ферменті қатысанады. Ол ДНК-ның түзіліп жатқан тіз-бегінде З¹— ОН — дезоксирибоза тобымен жаңадан келіп қосылатын нуклеотидтің 5¹—ОН— дезоксирибоза тобы арасында фосфодиэфир байланысының пайда болуын қамтамасыз етеді. Мүндай байланыс түзілу үшін қажетті энергия көзі келіп қосылатын нуклеотидтердің өздері болып табылады. Өйткекі олар энергияға бай қосылыстар — дезоксири-бонуклеозидтрифосфаттар түрінде болады. Нуклеотидтің қосылуы нәтижесінде тағы да анорганикалық пирофосфат бөлініп шығады (14-су-ретті қараңыз). Эксперимент көрсеткендей, ДНК репликациясы жеке фрагменттер (репликондар) түрінде жүреді, олар бүдан кейін біртүтас тізбекке бірігеді (репарацияланады). Бүл процесс те ферменттердің қатысуымен жүреді (бүған лигаза қатысады).Эксперимент жүзінде дәлелденген, ДНК-ның жарты консервативті репликациясы жөніндегі көзқарас, сірә, тұтас хромосомалардың өздерін өндіру процесіне сәйкес келеді. Ол қүбылыс, жоғарыда айтылғандай, интерфазада іске асады. Бүл жағдай Дж. Тейлордың тәжірибелерімен дәлелденеді, ол тәжірибеде авторадиография әдісі қолданылып, ат бұршақ өсімдігінің тамыршасы клеткаларында бастапқы хроматидтер мен жас хроматидтердің тағдыры бірнеше митоз бойы бақыланады. Хроматидке белгі салғаннан кейінгі бірінші митозда түзілген екі хроматидтің екеуі де таңбаланған болып шықты 2). Ал таңбалан-ған тимидині жоқ ортада өткен екінші митозда, әр аналық хромосомадағы екі хроматидтің біреуінде ғана таңба болды, өйткені жаңа репликацияланған хроматидтерге таңба түсуі мүмкін болмай қалды. Бүл зерттеулер мынадай қорытынды шығаруға мүмкіндік берді, хромосома функционалды екі бөліктен түрады, репродукциядан кейін терт бөлік пайда болады және олар ажырап бөлінген кезде жаңа пайда болған жас хромосома құрамында бастапқының бөлігі.

Молекуласының қосарлануының жартылай консервативті механизмін бейнелейтін схема:

1—ДНК молекуласының бастапңы учаскесі; 2— азотты негіздердің екі тізбегі ара-сындағы сутекті байланыстардың үзілуі; 3—ңоршаған орта нуклеотидтерінен (су-ретте — ңара түсті) комплементарлы тізбектердің түзілуі, нуклеотидтер байланысңан кезде пирофосфат бөлініп шығады (ф—ф); 4—екі жас ДНК молекуласы. Азотты иегіздер әріптермен белгіленген: А— аденин, Т— тимин, Г—■ гуанин, Д— цитозин.

15-сурет: Митоз кезінде бастапқы (тұтасқан сызықпен белгіленген) және репликацияланған (үзік сызықпен белгіленген) хроматид пен хромонема-лар:

1, 2, 3 белгіленген тиминді ортаға енгізгеннен кейінгі бірініші бөлінудің интерфазасьі, профазасы, метафазасы 4, 5, 6— ортада белгіленген тимин жоқ кездегі екінші бөлінудің сол фазалане жаңа бөлік те болады. Басқа сөзбеи айтқанда, бұл тәжірибелер хромосоманың өзін ұдайы өндіруінің матрицалық, жартьг консервативтік механизмін дәлелдеді. Әр түрлі организмдер хромосомаларын зерттеу осы мәліметтерді дәлелдеді, бұл жағдай жоғары сатыдағы орғанизмдер үшін осы механизмнің уни-версалдылығын көрсетеді.

Авторадиография әдісі, сонымен қатар, мынаны көрсетті: клеткадағы барлық хромосомалар бір мезгілде репликацияланбайды, тіпті әр хромосоманың жеке учаскелері белгілі ретпен репликацияланады (I таблица, В). Хромосоманың түрлі бөліктерінің редупликациясындағы мұндай асинхрондылық — хромосоманың ұзына бойына (дифференциацияланып) жіктелгендігінін. бір дәлелі болып табылады және ондай жіктелу, олардық қызметімен тікелей байланысты болады. Барлық айтылғандардан мынадай маңызды қорытынды шығады: көбею процесі кезінде бөлінуден пайда болған хромосомалар саны жаңа клеткаларда да бастапқы клеткадағыдай болады.