Kubatanidzwa kwemajini muMolecular Biology
Kugadziriswazve kwemajini ndeimwe yenzira dzakakosha mu molecular biology, zvichibvumira zvinhu zvemajini kuchinjana, kugadziriswa patsva, kana kusanganiswazve. Maitiro aya anoita basa guru mukugadzira shanduko yemajini, kuchengetedza kugadzikana kwemajini, uye kugadzirisa kukuvara kweDNA. Muzvinhu zvipenyu—kubva kubhakitiriya kusvika kuvanhu—kubatanidzwazve chishandiso chechisikigo chekuchengetedza kurarama uye kugadzirisa shanduko dzenharaunda. Mumamiriro ezvinhu emazuva ano e molecular biology, kunzwisisa kugadziriswa kwemajini kunoumbawo hwaro hwematekinoroji akasiyana-siyana akadai se genetic engineering, gene mapping, uye gene therapy.
Kunzwisisa Kubatanidzwa Kwemajini
Zvichitaurwa zviri nyore, kubatanidzwa kwemajini inzira yekuchinjana zvikamu zveDNA pakati pemamorekuru maviri eDNA kana machromosome maviri. Mugumisiro wacho musanganiswa mutsva wemajini wakasiyana newaimbovapo kare. Kubatanidzwa kwemajini kunogona kuitika mumasero (semuenzaniso, panguva yekuumbwa kwegamete mu eukaryotes) kana kuti kunogona kugadzirwa murabhoritari (semuenzaniso, uchishandisa nzira dzeDNA dzinobatanidzwa).
Maitiro aya akakosha nekuti DNA haisi chimiro chisingachinji. Genome iri rinosangana nematambudziko anogara aripo: kudzokororwa kusina kukwana, kusangana nemwaranzi, makemikari, uye kumanikidzwa kwekusarudza. Kudzokororwa kunobatsira kukunda matambudziko aya nekugadzirisa nekugadzirisa ruzivo rwemajini.
Mhando dzeGenetic Recombination
Mubiology yemakemikari, genetic recombination inowanzo kamurwa kuita mhando huru dzinoverengeka:
1. Kubatanidzwazve kweHomologous
Kubatanidzwa kwehomologous kunoitika pakati pemamorekuru maviri eDNA ane maerekitironi akafanana kana akafanana. Iyi inzira yakakosha mu meiosis mu eukaryotes, zvichikonzera kusiyana kwemajini muvana. Uyezve, kubatana kwehomologous kunoita basa guru mukugadzirisa DNA, kunyanya mukugadzirisa kuputsika kwetambo mbiri.
Muenzaniso unozivikanwa zvikuru ndewe "kuyambuka" panguva yeprophase I ye meiosis, apo ma chromosome akafanana anochinjana zvikamu. Kuchinjana uku kunowedzera kusiyana kwemajini uye kunobatsira kupatsanurwa kwema chromosome kuti kuenderere mberi zvakanaka.
2. Kubatanidzwazve Kusina Kuenzana
Kusiyana nekubatanidzwa kwemasero akafanana, kubatana kwemasero kusina kufanana hakudi kufanana kwakawanda. Maitiro aya anogona kukonzera shanduko huru ku genome, senge kubviswa, kudzokororwa, kuchinja, kana kuchinjirwa kwemasero. Mune zvimwe zviitiko, kubatana kwemasero kusina kufanana kunogona kuva nemigumisiro yakaipa, zvichikonzera shanduko kana kusagadzikana kwema chromosome.
Imwe nzira ine chekuita nayo ndeye Non-Homologous End Joining (NHEJ), nzira yekuti masero agadzirise nekukurumidza kuputsika kweDNA kwakabatana zvakananga nekubatanidza zvakananga magumo eDNA. Kunyange zvazvo ichishanda, NHEJ inowanzova nengozi nekuti inogona kukonzera zvikanganiso zvidiki zvakaita sekurasikirwa kana kuwedzerwa kwe nucleotides shoma.
3. Kubatanidza nzvimbo yacho zvakananga
Kubatanidzwa uku kunoitika panzvimbo dzakatarwa dzeDNA dzinozivikanwa nema enzymes akasarudzika. Maitiro aya akajairika mumavhairasi, maplasmids, uye mabhakitiriya, semuenzaniso, kana phage (vhairasi yebhakitiriya) ikaisa genome yayo mu chromosome yebhakitiriya. Ma enzymes anobatanidzwa anowanzo kunzi ma recombinases, ayo anocheka nekubatanidza DNA pane chinangwa.
Kubatanidzwa kwenzvimbo dzakasiyana-siyana kune kukosha kwakakosha mu biotechnology nekuti kunobvumira kushandiswa kwakanyatsojeka kweDNA, semuenzaniso muCre-Lox system iyo inozivikanwa mukutsvagisa majini.
Maitiro eMolecular eKubatanidzazve
Kuti unzwisise kusanganiswa kwemajini, zvakakosha kunzwisisa mashandiro ayo padanho remamorekuru. Kunyange zvazvo ruzivo rwacho ruchigona kusiyana zvichienderana nerudzi rwekusanganiswa, mamwe matanho anogona kutsanangurwa.
Mukubatanidzwa kwemasero akafanana, maitiro acho anowanzo tanga nekuputsika kweDNA rine tambo mbiri. Sero rinozobva raitwa "end processing" kuti rigadzire magumo eDNA ane tambo imwe chete. Magumo aya anotsvaga ma "homologous sequences" pane mamwe ma chromosomes, zvichikonzera kupinda kwe strand, izvo zvinoumba maumbirwo akafanana ne "D-loops." Izvi zvinogadzira Holliday junction, chimiro cheDNA chakabatana chinogona kuchekwa uye kubatanidzwazve, zvichigadzira musanganiswa mutsva wemajini.
Mapuroteni akakosha mukuita uku anosanganisira RecA mubhakitiriya uye Rad51 mu eukaryotes. Mapuroteni aya anobatsira mukuenzanisa ma homologous sequences uye kuita kuti DNA strings ishande zvakanaka.
Panguva iyi, muNHEJ, magumo eDNA breaks anozivikanwa nemapuroteni anosunga magumo, obva abatanidzwazve. Iyi nzira haidi template yakafanana, zvichiita kuti ikurumidze asi isanyatsojeka.
Basa reKubatanidzwazve muKusiyana-siyana kwemajini
Kubatanidzwa kwemasero emuviri (recombination) ndicho chinhu chikuru chinokonzera kusiyana kwemajini mumapoka evanhu. MuEukaryotes, meiosis inogadzira magametes ane musanganiswa wakasiyana-siyana wemaallele. Kuyambuka kunoumba machromosomes ane musanganiswa wemajini kubva kuvabereki vese. Izvi zvakakosha pakushanduka-shanduka kwemasero nekuti kusiyana kwemajini kunopa "zvinhu zvakagadziriswa" zvekusarudza kwechisikigo kuti zvishande.
Mumabhakitiriya, kunyangwe asingapfuurirwe ne meiosis, kusanganiswa kwemasero kunoitika kuburikidza nemaitiro ekutamisa majini akatenderera akadai sekushandura (kutora DNA kubva kunharaunda), transduction (inotakurwa nemavhairasi), uye conjugation (kutamisa maplasmid pakati pemasero). Maitiro aya anobvumira mabhakitiriya kukurumidza kuwana hunhu hutsva, hwakadai sekusagona kurwisa mabhakitiriya.
Kugadziriswa kweDNA uye Kugadziriswa
Kubatanidzwa kwemajini hakungogadziri chete kusiyana kwezvipenyu asiwo kunoita basa rekuchengetedza kusimba kwejini. Kupatsanuka kweDNA kwakabatana ndeimwe yemhando dzine njodzi huru dzekukuvadzwa nekuti kunogona kutungamira mukurasikirwa neruzivo rwemajini uye kufa kwemasero. Kubatanidzwa kwemajini kwakabatana kunogona kugadzirisa mapatsanuro aya nemazvo nekushandisa ma chromatids echikadzi sema templates. Saka, kupatsanurwa inzira yakakosha ye "kuchengetedza" zvipenyu.
Kukanganisa pakugadziriswazve kwemasero kunogona kukonzera zvirwere zvakasiyana-siyana. Muvanhu, kukanganiswa kwemaitiro ekugadzirisa DNA kuburikidza nekugadziriswazve kwemasero kunogona kuwedzera njodzi yekenza nekuda kwekuunganidzwa kwekuchinja kwemasero. Kuchinja kwemajini eBRCA1 neBRCA2, semuenzaniso, kunobatanidzwa nekusagadziriswa kweDNA uye njodzi yakawedzerwa yekenza yemazamu neyechibereko.
Kubatanidzwazve muBiotechnology neGenetic Engineering
Izwi rekuti "recombinant DNA" rinowanzoshandiswa mu biotechnology, richireva DNA yakasanganiswa kubva kunzvimbo mbiri dzakasiyana. Iyi nzira inobvumira majini chaiwo kuiswa muplasmids, obva aiswa mumabhakitiriya kana mamwe masero kuti aonekwe. Nenzira iyi, vanhu vanogona kugadzira mapuroteni akakosha akadai se insulin, mahormone ekukura, kana majekiseni.
Pamusoro pezvo, kusanganisa majini kunoshandiswawo mukugadzira zvisikwa zvakachinjika majini, kugadzira mapeji ejini, uye kugadzira zvirimwa zvine hunhu hwakanaka (semuenzaniso, kuramba zvipembenene kana kusagona kunaya kwemvura). Mukutsvaga, nzira dzekubatanidza majini dzakagadzirwa panzvimbo dzakadai seCre-Lox system dzinobvumira masayendisiti "kudzima" kana "kuvhura" majini chaiwo panguva dzakasiyana, zvichibvumira kudzidza kwakanyatsojeka mashandiro emajini.
Kuvandudzwa kwetekinoroji yeCRISPR-Cas9 kunosanganisirawo kusanganiswa kwemasero. Mushure mekunge DNA yachekwa neCas9, masero anogona kugadzirisa kuputsika kuburikidza neNHEJ kana kugadzirisa kutungamirirwa kwemasero (HDR), iyo inoshandisa misimboti yekubatanidza masero kuti iise kurongeka kwaidiwa.
Mhedziso
Kugadziriswa kwemajini mu molecular biology inzira inokosha inobatanidza kusiyana kwemajini, kugadziriswa kweDNA, uye kugadzikana kwemajini. Kugadziriswa kwemajini kunobatsira kugadzira kusiyana uku uchigadzirisa kukuvara kweDNA nemazvo, nepo kusanganiswa kusina kufanana uye kwakanangana nenzvimbo kuchiita basa rakakosha mukuwirirana kwemajini uye kudyidzana pakati pezvinhu zvipenyu zvakaita semabhakitiriya nemavhairasi. Munguva yazvino, kunzwisisa kuunganidzwa kwemajini kwakatungamira kune akasiyana mashandisirwo e biotechnology, kubva pakugadzirwa kwemishonga kusvika pakugadzirisa majini. Sezvo tsvakiridzo mundima iyi ichiramba ichifambira mberi, kuunganidzwa kwemajini kucharamba kuri nyaya huru mukunzwisisa hupenyu padanho remajini uye kugadzira mhinduro dzematambudziko ehutano nezvekudya mune ramangwana.
