Biologik kimyo
bilan borishi yotadi. Xromosoma bir necha santimetr uzuclikga ega
Yüklə 13,42 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
bilan borishi yotadi. Xromosoma bir necha santimetr uzuclikga ega bo‘lgan bitta DNK molekulasini saqlaydi. DNP xromosomalaming tarkibiy qismi bo‘lgan mononukleosomalar tarkibiga kiradi. Shunday qilib, xromatin tarkibiga DNK molekulasi, giston oqsillaming 5 sinfi va giston boim agan oqsillar kiradi. Hayvonlar hujayrasi yadrosida DNKning miqdori 6 pg (10 l2g)gacha bo'ladi. E coli da DNK miqdori O.Olpgga teng. 5 sinf giston oqsillari oMchami, aminokislota tarkibi va zaryadining (doimo musbat) kattaligi bilan farqlanib, quyidagicha belgilanadi: H, - lizinga boy, H 2 A - arginin va lizinga boy, H 2B - arginin va lizinga qisman boy, H 3
H 4 - glitsin va argininga boy. Giston bo‘lmagan oqsillaming tabiati yetarli darajada aniqlanmagan. Giston bo‘lmagan oqsillar hozirgi vaqtda jadal o‘rganilyapti. Ular tarkibiga murakkab oqsillar, fermentlar, shuningdek boshqaruvchi oqsillar kiradi. Boshqaruvchi oqsillar o ‘z xususiyatlari bo‘yicha gistonlardan farqlanib, nordon oqsillar sifatida bo'ladi. Turli nukleoproteinlarda nuklein kislotaning miqdori 40 dan 65%gacha (masalan, pro- va eukariot ribosomalarida) bo'ladi. Virus nukleoproteinlarida nuklein kislota miqdori umumiy massaning 2-5%ni tashkil etadi. Hozirgi vaqtda yadro xromatini (DNP), ribosomalar va virus nukleoproteidlari molekula usti kompleksi yoki strukturalar sifatida ko‘rihnoqda. Lipoproteinlar Oxirgi yillarda lipoproteinlar (LP) kimyoviy tabiati va strukturasini o'rganish bo‘yicha ma’lum natijalarga ega bo‘ lingan. Bu sinf murakkab oqsillar, oqsil va lipiddan tashkil topgan prostetik guruhdan iborat. Xususan, lipoproteinlar tarkibida neytral yogiar, erkin yog* kislotalari, fosfolipidlar va xolesterin topilgan. Lipoproteinlar tabiatda keng tarqalgan: o ‘simliklarda, hayvon to‘qimalarida va mikroorganizmlarda, ular turli biologik funksiyalami bajaradilar. Ular hujayra membranasi, hujayra ichidagi yadro, mitoxondriya, mikrosoma biomembranalarida, shuningdek, erkin holatda uchraydilar (asosan qon zardobida). Bulardan tashqari lipoproteinlarga o‘pka to'qimasining tromboplastik oqsili, tovuq tuxumi sarig‘idagi lipovitellin, sutning ba’zi fosfolipidlari va boshqalar kiradi. Lipoproteinlar miyelin qobiqlar, nerv to‘qimasi, xloroplastlar, fotoretseptor va elektron-transport sistemalar, ko‘z to'rpardasi tayoqcha va kolbochkasi va hokazolaming hosil boiishida qatnashadi. Ko‘pchilik LP jigarda yoki ichak shilliq qabatida sintezlanadi. Ular polyar lipidlar va apooqsillar deb nomlangan oqsil bilan o'ralgan gidrofob lipid yadrodan iborat. 8 tur apooqsillar tafovut etiladi: apo - AI, All, B, CI, Cil, C m , D va E. Odatda, LP 5%gacha uglevodlar saqlaydi (glyukoza, galaktoza, geksozamin, ftikoza, sial kislota), shuning uchun, ulaming ba’zilari glikoproteinlardir. Qon zardobi lipoproteinlari elektroforetik harakatchanligi va ultratsentrifugalashdagi zichligi bo‘yicha alohida sinflarga bo‘linadilar. Zichligi past (ZPLP), zichligi juda past (ZJPLP), zichligi yuqori (ZYLP), zichligi juda yuqori (ZJYULP) va oraliq zichlikka ega (OZLP) lipoproteinlar tafovut etiladi. Oqsil komponentining lipidlar bilan b og‘lanish mexanizmi. Lipoproteinlar hosil bo‘lishida turli tabiatga ega nokovalent kuchlar qatnashadilar, ular lipid qismida ionlashgan atom guruhlarining bor yoki yo‘qligi bilan belgilanadi. Agar lipoprotein hosil boiishida fosfolipidlar qatnashsa, unda o‘sha oqsil molekulasi o ‘rtasida ion bog‘i hosil boiadi. Lipid qism ining nopolyar guruhlari (masalan, yog* kislota radikallari) va oqsil molekulasi o'rtasida gidrofob bog‘lanishlar mavjudligi isbotlangan. Turli nokovalent b og‘lari bo'ladi, ular biomembranalar qo‘sh oqsil-lipid strukturasining oliy darajada hosil boiishini ta’minlaydi. Bu sinf oqsillarga sut kazeinogeni, tovuq tuxumi sarig'idan ajratilgan ovitellin, vitellinin; baliq tuxumida saqlanuvchi ixtullin va boshqalar kiradi. Ularda fosfat kislota l%gacha saqlanadi. Ko‘p miqdordagi fosfoproteinlar MNS hujayralarida saqlanadi. Fosfoproteinlar strukturasi uchun xarakterli b oiib , fosfat kislotaning oqsil molekulasi bilan (3- oksiaminokislotalar (serin, treonin) orqali murakkab efir bog* orqali bogianishi hisoblanadi. Bir molekula oqsilga asosan 2-4 fosfat kislota qoldig‘i to‘g ‘ri keladi. Fosfoproteinlar OH COOH Serin
OH COOH Fosfoserin H ujayralarda fosfoproteinlar posttranslyatsion m odifîkatsiya natijasida, proteinkinazalar ishtirokida, fosforillanishga uchrash orqali hosil bo'ladi. Hujayradagi fosfoproteinlaming miqdori fosforillanish va defosforillanishni boshqaruvchi fermentning ta’siriga bog‘liq bo‘ladi. Fosfoproteinlar organik bog‘langan, labil, hujayraning qator biologik funksiyalarini bajarish uchun zarur fosfatni saqlaydi. Bundan tashqari, ular em brion rivo jlan ish i va organizm ning postnatal o 'sish i va riv o jlan ish i uchun qiym atli energiya va plastik m aterial b o ‘lib hisoblanadi.
Glikoproteinlar murakkab oqsillar bo‘lib, oddiy oqsil yoki peptiddan tashqari geteropolisaxarid guruhini saqlaydi. Hozirgi vaqtda ulami glikokonyugatlar deb nomlash qabul qilingan. Glikokonyugat tarkibiga uglevod bo'lm agan qism (aglikan fraksiya) oqsil, peptid, aminokislota yoki lipid bilan kovalent bog'langan uglevod komponenti (glikan fraksiya) kiradi. Uglevodlar haqidagi fan - glikobiologiyaga, hozirgi vaqtda qiziqish ortmoqda, chunki saraton, odam immuntanqisligi, revmatoid artrit, astm a va boshqa kasalliklam ing rivojlanishida glyukokonyugatlar strukturasining o ‘zgarishi alohida roi o ‘ynaydi. Ikki muhim sinf g lik o k o n y u g a tla r (g lik o p ro te in va g a n g lio z id ) g lik o z illa n ish re a k s iy a s in in g b u z ilish i bu m o d d alarn in g to 'p la n is h i yoki glikokonyugatlar uglevod zanjiri sintezining «qisqarishi»ga olib keladi. Bundan tashqari ba’zi viruslar va nishon - uglevod qism hujayralaming o‘zaro bog‘liqligida asosiy rolni o'ynaydi. Xususan, odamda orttirilgan immuntanqislik virusi gp 120 glikoproteini (ko‘p foiz uglevod saqlaydi) CD4 T-lim fotsit glikoproteiniga yuqori bog'liqlikga ega. Bunday bog'lanish, tanib olishda yuqori spetsifik bo'lib, muhim patogenetik vazifani glikozillangan fragmentlar bajaradi. Yana m a’lumki, revmatoid a r tr itla r d a k o ‘p in c h a ano m al qarshi ta n a c h a la r (anom al im munoglobulinlar - ular glikoproteinlar) sintezlanadi, ular qisqa uglevod zanjiriga ega bo'lib, organizmning o ‘ziga qarshi immun tizimini stim u lla n ish in i c h a q ira d i. Bu m isollardan k o ‘rin ib tu rib d ik i, g lik o b io lo g iy ad an tashqari hozirgi vaqtda, g lik o 'p ato lo g iy a va glikoterapiyani tan olish vaqti keldi. G likoproteinlardan tashqari, shuningdek, proteoglikanlar ham tafo v u t e tila d i, u lar o qsil va g lik o zam in o g lik an lard an (avval m uko‘polisaxaridlar deb nomlangan) tarkib topgan; ular murakkab
uglevod zanjirlaridan tuzilgan: aminouglevodlar, uron kislota, sulfat kislota va alohida monosaxaridlar. Tipik glikozaminoglikanlar bo‘lib, gialuron kislota, xondroitinsulfat kislota va geparin hisoblanadi. Glikoproteinlarga ko'pchilik oqsil gormonlar, membranadagi murakkab oqsillar, barcha qarshi tanachalar (immunoglobulinlar), qon plazmasi, sut oqsillari, ovalbumin, interferonlar, komplement, qon guruhi omillari, retseptor oqsillari va boshqalar kiradi. Keltirilgan glikoproteinlar ro‘yxatidan k o‘rinib turibdiki, ular turli spetsifik funksiyalami bajaradilar: hujayra adgeziyasi, molekula va hujayralami tanishni, saraton hujayralaming antigen faolligini ta’minlaydi, himoya va gormonal, shuningdek, antivirus ta’sir ko'rsatadi. Glikoproteinlar kimyoviy tarkibi aniqlangan, ba’zi birlarining strukturasi o ‘rganilgan. Polipeptidga geterooligosaxarid zanjirlar ulangan, ularda 2 dan 10 tagacha, ba’zida 15 ta monomer geksoza qoldiqlari (galaktoza va mannoza, ba’zida glyukoza), pentoza (ksiloza, arabinoza) va oxirgi uglevod ko'pincha N-atsetilgalaktozamin, L-fukoza yoki sial kislota saqlanadi; proteoglikanlardan farqli ravishda glikoproteinlar uron va sulfat kislotani saqlaydi. V V H -i-N H -C O | H -C -O H 1 1 1 H O -C -H CH3 H O -C -H H O -C -H 1 H O -C -H H -C -O H 1 H -C -O H 1 CH2-OH
CH3 N-atsetilgalaktozamin L-fuKoza H3c
COOH I
I Ç
2 H -C -O H ¿ - H N - i - H II
I o H O -C -H H -C -O H I H -C -O H I CHz-OH
Sial kislota (N-atsetilneyramin kislota)
Endoplazmatik to‘r ribosomalarida glikoproteinlar sintezi amalga oshadi, s o ‘ngra uglevod zanjirlari qo'shilib (posttranslyatsion glikozillanish), oqsil hujayra membranalariga transport qilinadi va membrana oqsillari tarkibiga kiritiladi yoki sekretsiyalanadi. U glevod qismi oqsil molekulasidagi asparagin bilan kovalent bog'lanadi. Lekin oligosaxarid qism aw al lipid tashuvchi -dolixolfosfat (15 dan 20 gacha izopren qoldiqlari saqlovchi lipid) bilan birikadi va endoplazm atik to ‘rdagi polipeptid zanjirga o ‘tkaziladi, bunda o'tkazuvchi ajralib chiqadi: OH
CH3 CH3
I I I 0 = P - CH, - CH, - CH - [ CH, - CH = C - CH2 ]„ - CH, - CH = C - CH, I ■ ‘ I OH
CH3 Dolixolfôsfat (n=15-30) S in tezlang an glikoproteinlar Golji apparatiga o 'tk a z ilib , glikozillanadi va maqsadga muvofiq saralanadi. G likoproteinlar molekulasidagi bir necha geterooligosaxarid qoldiqlaridan binning strukturasi, xususan immunoglobulinlar quyidagi sxema ko'rinishida ifodalanishi mumkin: glyu - glyukoza, NatsGlyuA - N-atsetilglyukozamin; Gal - galaktoza; Man - mannoza; NAts Neyr - N-atsetilneyramin kislota): NAtsNeyr - Gal -Nats GlyuA- Man x sGlyuA Man - Man-Nats GlyuA-Nats GlyuA- Asn -oqsil Gal -Nats GlyuA- Man x Bugungi kunda sintezi, tuzilishi va xususiyatlari ma’lum boigan glikoproteinlami ko‘rib chiqamiz. I n t e r f e r o n l a r . Interfero nlar k o ‘pchilik turdagi viruslar ko‘payishining ingibitorlaridir. Kashf qilingan bir necha tur interferonlar (a , P, y) mavjud. Ulaming ba’zilari gen injeneriyasi usulida olingan. Ular murakkab boimagan oqsillar boiib, turli hayvon va odamda m olekulyar og'irligi 25000
dan 38000-40000 gacha bo‘ladi. Ular hujayrada virus nuklein kislotasining kiritilishiga javoban hosil bo‘lib, virus agressiyasini (infeksiya) chegaralaydi. Turga xos a-interferonlar guruhi makrofaglarda sintezlanadi, y-interferonlar esa T-hujayralarda hosil boiib, interleykin-2 bilan stimullanadi. y-interferon o‘z navbatida makrofag, T-hujayra va tabiiy killer - hujayralaming sitotoksik faolligini oshiradilar. Interferonlar antiproliferativ faollikga ega va ular nafaqat virus infeksiyasi uchun, balki saratonga chalinganda ham asosiy himoya oqsili hisoblanadilar. Lekin hozirgi vaqtgacha interferonlar viruslarining ko'payishini tormozlaydigan molekulyar mexanizmlar aniqlanilmaganligini ko'rsatib o'tish kerak. Interferonlaming barcha oqsillar (ham xo'jayin, ham virus) sintezini translyatsiya bosqichida ingibirlashi m a’lum. Ehtim ol interferonlar maxsus ingibitor-oqsil sintezini ingibirlaydi, u so ‘ngra ribosomalar bilan bogianib, translyatsiya jarayonini to'xtatadi, yoki interferon faol eukariotik oqsil initsiatsiya omillaridan birini fosforillash y o ii bilan faol bo‘lmagan omilga aylantiradi. Immunoglobulinlar. Immunoglobulinlar, yoki qarshi tanachalar, glikoproteinlar sinfiga kirib himoya vazifasini bajaradi, organizmga tushayotgan yot moddalar - turli kimyoviy tabiatga ega b o ig a n antigenlami zararsizlantiradi. Immunoglobulinlar lfahfotsitlardan hosil b o ig an plazmatik hujayralarda sintezlanadi. Immunitet haqidagi taiim ot mustaqil immunologiya fani sifatida shakllandi, antitelolar va xususan Hamunoglobulinlar strukturasi va funkstyasini o'rganadi. fantnunoglobulinlarning 5 sinfi: IgG, IgM, IgA, IgD va IgE tafovut etiladi (9-jadval). IgGning strukturasi va funksiyasi to iiq o'rganilgan. 9-Jadval Odam tmmunoglobulinlarining xususiyatlari Xususiyati IgG
IgM IgA
IgD IgE
Sedimentatsiya kopflfitsiyenti, S 6,5-7 19
8 8,2
Molekulyar og'irligi 150000 950000
180000 175000
260000 Uglcvpd tarkibi, % 2-3 10-12
8-10 12,7
10-12 Qondagi
konsentratsiyasi, mg%
1300 140
210 3 0,1 Yarim yashash davri, kunlar
8-21 5,1
5,8 2,8
2-3 Turli sinf immunoglobulinlar nafaqat molekulyar og'irligi, balki q o n d a g i konsentratsiyasi b ilan ham farqlanadilar; biologik xususiyatlarida ham farqlanishi mavjudligi haqida ma’lumotlar bor. IgGning strakturasi batafsil o'rganilgan. U Y-shakliga va tetramer qurilishga ega; ikkita bir xil yengil L - zanjir (ingl.-light) va 2 ta bir xil og ‘ir H-zanjirlardan (ingl - heavy) tuzilgan boiib, bu zanjirlaming m olekulyar og'irligi 23000-24000 va 50000-70000 ga tengdir. M a’lumki, bu zanjirlaming har biri 2 turdagi domenlardan iborat: o'zgaruvchan (V) qism 108 aminogkislota qoldig‘idan iborat va konstant (C) qism, 110 va 350 aminokislota qoldiqlarini L- va H- zanjirlarda saqlaydi (12-rasm). 12-rasm. Odam IgG strukturasi. Engil (L) va (H) zanjrlar, disulfid boiar va variabel (V), konstant (C) qismlar ko'rsatilgan. Muhim biologik funksiyalami bajaruvchi boshqa glikoproteinlardan qondagi oqsillami (albumindan tashqari): transferrin, seruloplazmin, gonadotrop va follikulostimullovchi gormonlar, ba’zi fermentlar, tog‘ay va suyak to‘qimasidagi va tuxum oqsilini (ovomukoid) ko'rsatish mumkin. Uglevod qismi informativ funksiyadan tashqari molekula stabilligini turli kimyoviy, fizik ta’sirlarga nisbatan oshiradi, ularni proteinazalar ta’siridan himoya qiladi, natijada glikoproteinlaming biologik rolini belgilaydi. Hujayra membranasining tarkibiy qismi bo ‘lib, glikoproteinlar bundan tashqari immunologik reaksiyalar, ion alm ash in ish , hujayralararo adgeziya va boshqa jarayonlarda qatnashadilar.
M etalloproteinlar Metalloproteinlarga oqsildan tashqari qandaydir, bir yoki bir nechta me tall ionlari saqlovchi biopolimerlar kiradi. Bunday oqsillarga gem bo‘lmagan temir saqlovchi oqsillar, shuningdek, murakkab oqsil- fermentlar tarkibida metall atomlari bilan koordinatsion bog‘langan oqsillar kiradi. Birinchi guruh oqsillaming tipik vakili bo‘lib, ferritin, transferrin va gemosiderin hisoblanadi. Ferritin -yuqori molekulali suvda eruvchi oqsil bo‘lib, molekulyar og‘irligi 400000, unda temir 17 dan 23% gacha boladi (o'rtacha 20%). U asosan, qora taloq, jigar, miya ko‘migida bo‘lib, organizmda temir deposi vazifasini bajaradi. Ferritinda oqsil oksidlangan h olatda noorganik temir saqlovchi birikma tarkibida (FeOOH)8(F e O O P 0 3H,) bo‘ladi. Ba’zida fosfat saqlovchi noorganik polimer zanjirlar oqsil qismi peptid zanjirlari o'rtasida joylashadi (apoferritin deb atalgan), temir atomlari esa peptid guruhlaridagi azot atomlari bilan koordinatsion bog‘lanadi. Transferrin - suvda eruvchi temirprotein (mol.og'irligi 90000), glikoprotein, qon zardobidagi ß-globulinlar tarkibida aniqlanadi. Undagi temiming miqdori 0,13%ni tashkil etadi. Temir atomi oqsil bilan tirozin gidroksil guruhlari ishtirokida koordinatsion bog'yordamida bog'lanadi. Transferrin molekulasi 2 atom temir saqlaydi; transferrin organizmda temiming fiziologik tashuvchisi hisoblanadi. Gemosiderin - ferritin va transferrindan farqli suvda erimaydigan oqsil kompleksi hisoblanib, 25% nukleotid va uglevodlardan tarkib topgan. U asosan jigar va qora taloq retikuloendoteliotsitlarida saqlanadi. Gemosiderinning biologik ahamiyati yetarli darajada o'rganilmagan. Ikkinchi guruh metairoproteinlarga bir qator fermentlar kiradi: metallofermentlar - oqsil qismi metall ionlari bilan bog‘langan fermentlar (tozalanganda metall ferment bilan bog‘langan holda qoladi); metall ionlari bilan faollanuvchi fermentlar, ular metall ionlari bilan bo‘shroq bog‘langan, lekin o'zining faolligi - reaksion muhitga m a Turn metall qo'shilganda namoyon qiluvchi fermentlar kiradi. Kataliz davrida metallning ta’sir mexanizmi o ‘xshaydi; metall ionlari uch tomonlama kompleks hosil qilishda qatnashadi: ferment faol markazi - m etall - substrat (E-M-S), yoki M-E- S, yoki E- S-M. Ko‘p fermentlar aktiv markazida metallni bog'lashda gistidin imidazol guruhi qatnashishi isbotlangan. III BOB NUKLEIN KISLOTALAR KIMYOSI Oqsillar biosintezi jarayonini, organizmlaraing irsiy va genetik o ‘zgaruvchanligi mexanizmlarini, irsiy kasalliklaming kelib chiqishi va avj olish mexanizmlarini tushunish uchun nuklein kislotalaming tuzilishi to‘g‘risidagi bilimlar zarur. Nuklein kislotalami kimyoviy tarkibini o‘rganish bo'yicha oxirgi olti o ‘n yillikda erishilgan ulkan yutuqlarga qaramasdan nuklein kislotalami tuzilishi va biologik roli o'rtasidagi bogiiqliklami aniqlash uchun ko‘p muammolar hal etilishi lozim. Nuklein kislotalaming tahlili yoiida ilmiy izlanishlar olib borish, shubhasiz, biologiya, tibbiyot va tirik organizmlar fanida kashfiyotlar q ilish g a im koniyat berad i. Nuklein kislotalar tuzilishida komplementarlik prinsipining ochilishi nafaqat bu biopolimerlar tuzilishining sirlarini ochishga, balki biologik makromolekulalar sintez mexanizmi va hosil boiishini ochishga imkon berdi. Nuklein kislotalar yuqori molekulali birikmalardir. Nuklein kislotalar boshqa polimerlarga xos boim agan qator muhim biologik funksiyalami bajaradilar, ulaming asosiylari quyidagilar: irsiy axborotning saqlanishi va o ‘tkazilishini ta ’m inlash, hujayra- barcha oqsillari sintezini programmalash orqali axborotni o'tkazish mexanizmida bevosita ishtirok etadi. Nuklein kislotalami Struktur tarkibiy qismlari kofaktor, allosterik effektor vazifasini bajarib, kofermentlar tarkibida, modda almashinuvida, energiyani hosil boiishi, o‘tkazilishida, saqlanishida bev o sita ishtirok etadi. Ikki xil nuklein kislota - DNK (dezoksiribonuklein) va RNK (ribonuklein) tafovut qilinadi. Odam hujayralaridagi DNK molekulalarining uzunligi bir necha santimetrdir. H ar bir xromosoma DNKsi nihoyat darajada katta b o ig an bir molekuladan yoki kamgina sondagi shunday molekulalardan iborat bo iish i mumkin. Odamning 23 juft xromosomalaridagi DNKning umumiy uzunligi taxminan 1,5 mga teng. RNK molekulalari kaltaroqdir: ulaming uzunligi odatda O.Olmmdan ortmaydi. DNK asosan hujayra yadrosida, xrom atin tarkibida bo'lad i. Mitoxondriyalarda DNK oz miqdorda bo'ladi. RNK hujayraning hamma qismlarida bo'ladi va u hujayra umumiy massasini 5-10% ini tashkil etadi.
Nuklein kislotaiar nukleotidlaming polimerlaridir. Nukleotidlar uch tarkibiy qismdan - pirimidin yoki purin asosi, pentoza va fosfat kislotadan tuzilgan. Purin va pirimidin tuzilishining asosida 2 ta aromatik geterotsiklik birikmalar - purin va pirimidin yotadi. Purin molekulasi ikkita kondensirlangan halqa - pirimidin va imidazoldan tarkib topgan. Asosiy pirimidin asoslaridan tashqari nuklein kislotaiar taikibida minor pirimidin asoslar: metil- va oksimetilsitozin, digidrouronil, psevdouridin, 1-metiluronil va boshqalar uchraydi. TRNK tnolekulasida 10% gacha minor asoslar uchraydi, ular fiziologik ahamiyatga ega boiib, RNK molekulasini - gidrolitik fermentlar ta’siridan himoya qiladi. Minor pirimidin asoslar Struktur formulasi nukleozid shaklida keltirilgan: Nik o
Yüklə 13,42 Mb. Dostları ilə paylaş:
|