Студенттердің өзіндік жұмысты орындауға арналған кейс- әдісі бойынша жасалынған жобасы. Пән: «Молекулалық биология» Тақырыбы: Жылжымалы генетикалық элементтер. - презентация

1 Студенттердің өзіндік жұмысты орындауға арналған кейс- әдісі бойынша жасалынған жобасы. Пән: «Молекулалық биология» Тақырыбы: Жылжымалы генетикалық элементтер (оқу жоспары бойынша 2 сағатқа арналған).

2 Жобаны құрастыру әдісі Жобаның өзектілігі: Кейс әдісін пайдалана отырып, «Жылжымалы генетикалық элементтер» туралы студенттерге толық мәлімет жеткізу. Жылжымалы генетикалық элементтердің молекулалық биологияда пайдаланылуы, олардың зияны мен пайдасы туралы мәлімет беру.

3 Кейс технологиясын құрастыру принциптері Модельдік ситуацияны құрастыру (моделдеу) Қойылған мәселелі жағдайды талдау (жүйелік талдау) Мәселелі жағдайдың негізін құраушы проблемаларды шешу жолдары (проблемалық есептер) Ойын әдісі (ситуацияға қызығушылығын және білімділігін арттыру мақсатындағы «Алтын қақпа» ойыны ) Ситуацияға қатысты идеяларды дамыту (миға шабуыл) Пікірсайыс – мәселе және оның шешу жолдарына қатысты ой алмасу Тұжырымдау

4 I. Модельдің құрылысы: Тақырып: Жылжымалы генетикалық элементтер

5 1. Оқу әдісі 2. Оқу әдісі 3. Оқу әдісі Жылжымалы генетикалық элементтердің ашылуы Жылжымалы генетикалық элементтердің қасиеттері Жылжымалы генетикалық элементтердің жіктелуі мен практикалық маңызы Тақырып бойынша қорытындылау Студенттердің білімін бақылау рейтинг

6 Өзіндік жұмыстың технологиялық картасы Жоғарыда көрсетілген схемаға сәйкес әрбір оқу элементтеріне түсініктеме: Оқытуды әдістемелік басқарылуы Тақырып бойынша оқу материалының мазмұны 1. О.Ә. Жылжымалы генетикалық элементтердің ашылуы Жылжымалы генетикалық элементтер (транспозондар, секіргіш, көшпелі гендер ) ДНҚ құрамында болатын және өзіндік құрылымы мен генетикалық қасиеттері жағынан ерекшеліктері бар нуклеотид тізбектерінде орналасқан гендер тобы, олардың клетка геномында орын ауыстыруға қабілеті өте мол. Жүгері дәндерінің түрлі түсті болуының генетикалық негіздерін зерттеп тәжірибелер жүргізу нәтижесінде транспозондарды 1951 жылы алғашқы ашқан Барбара Мак-Клинток жылы Нобель сыйлығын алды. Ол бұларды реттеуші элементтер деп атады.

7 2. О.Ә. Жылжымалы генетикалық элементтердің қасиеттері ЖГЭ-дің басты қасиеті хромасоманың бір бөлігінен екінші бөлігіне, тіпті бір хромасомадан екінші хромасомаға орын ауыстыра алады (транспозицияланады). ЖГЭ қасындағы көршілес гендердің экспрессиясын реттейді. Олардың хромасомада белгілі тиянақты орны болмайды. Геномның әр жерінен ажырап шығып, басқа қандай болса сондай, кездейсоқ жерінде тіркесе береді. Олар ажыраған соң жанындағы бұрын жұмыс істемей тұрған гендер активтенеді. Экспрессияны өзгертеді. Егер ол экзонның немесе интронның құрамына енсе, онда мұндай мутацияның нәтижесінде қалыпты белок синтезі өзгеруі мүмкін. Барлық организмдерге байқалатын өзгергіштік пен тұрақсыздықтың себепкерлері. Өйткені қасындағы көршілес басқа гендердің экспрессиясын тоқтатады немесе басқа жолдармен де ықпал етеді. Олар клеткада көптеген тұқым қуалайтын өзгерістер туғызады, себебі инсерциялық мутагенезді қоздырады. Хромосомалардағы абберациялар: инсерция, делеция, инверсия. Инсерция ДНҚ тізбегіне тағы бір азотты негіздің қосылуы. Делеция бір немесе бірнеше азотты негіздердің ДНК молекуласынан түсіп қалуы. Инверсия нуклеотидтердің орналасу тәрітібінің өзгеруі. Дупликация- нуклеотидтік жүйелікте бір немесе бірнеше қайталанудың болуы. ЖГЭ өздерінің орнын өзгертуі ( транспозиция ) арқасында клетканың генетикалық тұрақсыздығына, мутагенезге және хромасомалардың абберацияларына түрткі болады.

8 3. О.Ә. Жылжымалы генетикалық элементтердің жіктелуі мен практикалық маңызы. Прокариоттарда ЖГЭ инсерциялық ІS тізбектер мен Tn3 кластары болады. ІS элементтерде тек олардың орын ауыстыруына қажет гендері ғана болады. Гені tnp (транспозицияға жауапты) орталық бөлімінде орналасады. Ал екі шетінде орын ауыстыруға қажетті инвертті қайталымдары орналасады. Tn3 құрамында токсикалық заттарға төзімді гендері болады.Осы 2 класс жылжып отыру механизмдері бойынша ерекшеленеді. 1 кластың транспозондары ДНК –да бір сайттан екінші сайтқа орындарын кесу арқылы ауыстырады.Олар жай қойылу арқылы орын ауыстырады.Ал 2 класқа жататын транспозондар репликативті механизм арқылы орын ауыстырады. Донорлы геном (құрамында инсерциялық элемент пен транспозоны бар) реципиентпен қосылып, репликативті трансспозиция жүреді. Одан коинтеграт түзіліп оны резолват репликондарға бөледі. Эукариоттарда ретротранспозондар, жүгерідегі Ас, Ds, Mu-1,Spm, дрозофиланың Р элементі. Ретротранспозондар ұзындығы 5-8 м.ж.н. Жүгерідегі Ас, Ds, Mu-1,Spm тек хромасома үзілгенде активтенеді. Активтенген соң ұрпақтан-ұрпаққа тұқым қуалайтын өзгергіштіктерге себепшіл болатын спонтандық тұрақсыздықты тудыратын мутациялармен хромасомалардың құрылымдық өзгерістеріне жауапты болады.Өсімдіктер популяцияларының әр алуандығына да ықпал тигізеді. Дрозофиланың Р –элементі белгілі сайттарға ( 5, GGCCAGAC) енеді. Транспозондардың жаңа түрлері ашылды. Maverick немесе Polinton (МП-транспозон) алып транспозондар. Нуклеотидтік тізбегі 9-22 м.ж.н тұрады және мұнда 20 белок туралы ақпарат кодталған. МП-транспозондар эукариотты организмдерде кеңінен тараған, мысал ретінде қарапайымдылардан балықтар мен құстарға дейін. ЖГЭ рекомбинанттық ДНҚ-ны тасымалдайтын вектор ретінде пайдаланады. Транспозондар негізіндегі векторды қолданып, трансформацияны дрозофила шыбынында өткізген. Р- жылжымалы элементтің көмегімен дрозофилаға қоңыр бояуын кодтайтын ген тасымалданды. Транспозондар көмегімен гендерді тасымалдаудың көп артықшылығы бар. Бөтен ген тіркестірілген соң ДНҚ құрылысы онша өзгермейді. ДНК-ның үлкен бөліктерін тасымалдауға болады.

9 4. О.Ә. Тақырып бойынша қорытындылау Жылжымалы генетикалық элементтерді секіргіш немесе көшпелі гендер деп атайды. Себебі олар клетка геномында орын ауыстыруға қабілеті өте мол. Қазіргі уақытта жылжымалы генетикалық элементтердің көптеген прокариоттық және эукариоттық организмдерде болатындығы анықталған. Жылжымалы генетикалық элементтер көршілес тұрған гендердің жұмысын реттейді, оларды активтендіріп немесе инактивтендіреді. Олардың қатысымен қажетті геннің экспрессиясын бақылауға болады. Жылжымалы генетикалық элементтер өздерінің қасиеттерінің арқасында молекулалық биология мен гендік инженерияда кеңінен пайдаланылады. Жылжымалы генетикалық элементтердің адамдарға зияны олардың мутацияларды тудыру қабілетінде. Олар клеткада көптеген тұқым қуалайтын өзгерістер туғызады, себебі инсерциялық мутагенезді қоздырады. ЖГЭ өздерінің орнын өзгертуі ( транспозиция ) арқасында клетканың генетикалық тұрақсыздығына, мутагенезге түрткі болады.

10 5.ОЭ. Студенттердің өзіндік жұмысы АуызшаБақылау биологиялық диктант бойынша 1.Жылжымалы генетикалық элементтердің қасиеттерін түсіндіріңіз. 2.Жылжымалы генетикалық элементтердің түрлері. 3.Эукариоттардың жылжымалы генетикалық элементтері. Транспозондардың жылжып отыруына қатысатын фермент деп аталады. Транспозондар екі жағынан шектелген. Транспозондарды Барбара Мак- Клинток зерттеп тапқан. Бактериялардың IS тізбектерінде қатысатын гендері ғана болады. Tn3 транспозондардың құрамында төзімді гендер болады.

11 ІІ. Жүйелік талдау - қойылған мәселелі жағдайды талдау Мәселелі жағдайды шешуге арналған сұрақтар: 1.Жылжымалы генетикалық элементтердің практикалық маңызы? 2.Прокариоттық жылжымалы генетикалық элементтердің эукариоттық жылжымалы генетикалық элементтерден айырмашылығы? 3.Транспозондар хромосомаларда қандай абберацияларды туғызады? 4. Не себепті жүгері геномындағы Ас, Ds, Mu-1,Spm жылжымалы гендер мылқау компоненттер деп атайды?

12 III. Мәселелі жағдайдың негізін құраушы проблемаларды шешу жолдары (проблемалық есептер)

13 IV. Ойын әдісі (ситуацияға қызығушылығын және білімділігін арттыру мақсатындағы «Алтын қақпа» ойыны)

14 Тас қақпада сөзжұмбақ жасырылған 1. Көшпелі гендерді қалай атайды 2. ЖГЭ ең алғаш Барбара Мак-клинток қайдан тапқан 3. Гибридті дисгенез байқалған 4. IS тізбектері кездеседі 5. Тn3 транспозондары қалай орын ауыстырады 6. Нуклеотидтердің орналасу тәртібінің өзгеруі 7. Ретротранспозондар кездеседі 8. Транспозондарды гендік инженерияда қалай қолданады

15 Күміс қақпада берілген сөздерді өзара байланыстыру керек

16 Алтын қақпада сандық жасырылған

17 V. Миға шабуыл (ситуацияға қатысты идеяларды дамыту) Осы тақырыпқа қатысты ойларыңызды ортаға салыңыздар Жылжымалы генетикалық элементтердің молекулалық биологиядағы рөлі қандай? Гендік инженериядағы практикалық маңызы қандай? Жылжымалы генетикалық элементтер клетка геномының қажеттілігіне керек пе? Алып транспозондардың ашылуы қандай мүмкіншіліктерге жол береді?

18 Венн диаграммасын қосамыз ба???

19 Тұжырымдау Жылжымалы генетикалық элементтер геномның эволюциясында маңызды орын алады. Олардың жылжып отыру тұрақсыздығы геномының қайта құрылып жаңаруында қызмет атқарады. Қазіргі кезде олардың жаңа түрлері ашылып, зерттеулер жүргізіліп ??????????????

20 Назар аударғандарыңызға

21

22 Пробирка 1 Через 15 минут

23

24 Мозайкалы құрылымы бар жүгеріде Дс элементі және Ас элементтері бар, екеуі де мозайкалы құрылымға жауап береді. Егер Ас элементті геномнан алып тастаса келесі ұрпақта мозайкалы құрылым сақтана ма? Ретровирустың интеграциясына қатысатын элементтер аттарын ата Төменде көрсетілген Жолдардың қайсысы репликативті қайсысы репликативті емес.