Mavzu: hayotning molekulyar asoslari

NUKLEIN KISLOTALAR

Oqsillar biosintezi jarayonini, organizmlarning irsiy va genetik o‘zgaruvchanligi mexanizmlarini, irsiy kasalliklarning kelib chiqishi va avj olish mexanizmlarini tushunish uchun nuklein kislotalarning tuzilishi to‘g‘risidagi bilimlar zarur. Nuklein kislotalarni kimyoviy tarkibini o‘rganish bo‘yicha oxirgi olti o‘n yillikda erishilgan ulkan yutuqlarga qaramasdan nuklein kislotalarni tuzilishi va biologik roli o‘rtasidagi bog‘liqliklarni aniqlash uchun ko‘p muammolar hal etilishi lozim. Nuklein kislotalarning tahlili yo‘lida ilmiy izlanishlar olib borish, shubhasiz, biologiya, tibbiyot va tirik organizmlar fanida kashfiyotlar qilishga imkoniyat beradi. Nuklein kislotalar tuzilishida komplementarlik prinsipining ochilishi nafaqat bu biopolimerlar tuzilishining sirlarini ochishga, balki biologik makromolekulalar sintez mexanizmi va hosil bo‘lishini ochishga imkon berdi.

Nuklein kislotalar yuqori molekulali birikmalardir. Nuklein kislotalar boshqa polimerlarga xos bo‘lmagan qator muhim biologik funksiyalarni bajaradilar, ularning asosiylari quyidagilar: irsiy axborotning saqlanishi va o‘tkazilishini ta’minlash, hujayra barcha oqsillari sintezini programmalash orqali axborotni o‘tkazish mexanizmida bevosita ishtirok etadi. Nuklein kislotalarni struktur tarkibiy qismlari kofaktor, allosterik effektor vazifasini bajarib, kofermentlar tarkibida, modda almashinuvida, energiyani hosil bo‘lishi, o‘tkazilishida, saqlanishida bevosita ishtirok etadi. Ikki xil nuklein kislota - DNK (dezoksiribonuklein) va RNK (ribonuklein) tafovut qilinadi. Odam hujayralaridagi DNK molekulalarining uzunligi bir necha santimetrdir. Har bir xromosoma DNKsi nihoyat darajada katta bo‘lgan bir molekuladan yoki kamgina sondagi shunday molekulalardan iborat bo‘lishi mumkin. Odamning 23 juft xromosomalaridagi DNKning umumiy uzunligi taxminan 1,5 mga teng. RNK molekulalari kaltaroqdir: ularning uzunligi odatda 0.01mmdan ortmaydi.

DNK asosan hujayra yadrosida, xromatin tarkibida bo‘ladi. Mitoxondriyalarda DNK oz miqdorda bo‘ladi. RNK hujayraning hamma qismlarida bo‘ladi va u hujayra umumiy massasini 5-10% ini tashkil etadi.

Nuklein kislotalar nukleotidlarning 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.

Asos bilan pentoza birikmasi nukleozid deb ataladi. Nukleotidlar nukleozidmonofosfatlardir. Hujayralarda nukleoziddifosfat va nukleozidtrifosfatlar ham bor.

Pentoza qoldig‘ining tabiatiga qarab nukleotidlar ikki turga bo‘linadi. Ular - ribonukleotidlar va dezoksiribonukleotidlar. Dezoksi- ribonukleotidlar organizmda DNK hosil qilish uchun foydalaniladi. Ribonukleotidlar funksiyasi ancha xilma-xil. Ularning asosiy qismi RNK hosil bo‘lishiga sarflanadi. Bundan tashqari, ribonukleotidlar ba’zi transferaza reaktsiyalarida (xususan, polisaxaridlar sintezida) kofermentlar vazifasini bajaradi. Adenilribonukleotitlar NAD, NADF, FAD, KoA kofermentlar tarkibiga kiradi. Organizmda energiya o‘zgarishlarida ATF o‘ziga xos bir rolni o‘ynaydi. Hamma nukleozidlarda, xuddi ATFdagidek yuksak energiyali bog‘lar gidrolizga uchraganida anchagina miqdorda (50kJmol atrofida) energiya ajralib chiqadigan bog‘lar bo‘ladi; bular fosfat qoldiqlari orasidagi bog‘lardir.

Nuklein kislotalarning birlamchi strukturasi

DNK tuzilishining o‘ziga xos xususiyatlarini tushunish uchun birinchi marotaba E. Chargaff (1949-y.) tomonidan aniqlangan va keyinchalik «Chargaff qoidalari», deb nomlangan azot asoslari miqdoriy saqlanishi haqidagi qonuniyatlar muhim ahamiyatga egadir. Turli manba’lardan ajratilib, tozalangan DNK tarkibi tekshirilganda quyidagilar aniqlandi.

1. Purin va pirimidinlar molyar qismi tengdir:

A+G=S+T yoki A+G\S+T=1

2. Adenin va sitozinning miqdori guanin va timinning miqdoriga tengdir:

A+S=G+T yoki A+S\G+T=1

3. Adenin miqdori timin miqdoriga teng, guanin miqdori esa sitozin miqdoriga teng:

A=T va G=S; A\T=1; G\S=1

4. Bundan tashqari spetsifiklik koeffitsiyenti o‘ziga xos bo‘lib, u G+S\A+T nisbati bilan belgilanadi. Hayvonlar va ko‘pchilik o‘simliklar uchun koeffitsiyent 1 dan past (0,54-0,94), mikroorganizmlar uchun esa 0,45-2,57 oralig‘idadir.