Nuklein turşularının kimyası, funksiyaları. Nuklein turşularının hidroliz olunmasından alınan məhsullar. Purin, pirimidin əsasları

Dezoksiribonukleotidlər

Toxumalarda (sərbəst şəkildə adenozinin) di və trifosfatları da tapılmışdır. Onlar orqanizmdə gedən oksidləşmə-reduksiya proseslərinin fəal iştirakçı­larıdır. Nuklein turşularının tərkibində isə yalnız nukleozidmonofosfat efirlərinə (nukleotidlərə) rast gəlmək mümkündür. Ribonukleotidlərin molekullarında fosfat turşusu riboksin üçüncü, beşinci və qismən ikinci karbon atomlarının spirt qrupları ilə birləşmiş şəkildə olurlar. Dezoksiribonuk­leo­tid­lərlə isə yalnız iki növ (3 və 5) efir rabitəsi ola bilər, çünki onların tərkibinə daxil olan dezoksiriboza molekullarındakı ikinci karbon atomu hidroksil qrupuna malik deyil.

Qeyd etmək lazımdır ki, nuklein turşuları tam hidroliz edildikdə, alınan nitrit əsası, pentoza və fosfat turşularının molyar nisbəti bir-birinə bərabər olur. Deməli, onların tərkibində fosfor atomlarının sayı pentozaların və nitrit əsaslarının sayına bərabərdir. Təmiz nuklein turşularının tərkibində orta hesabla 15% azot və 10% fosfor olur.

DNT və RNT-nin hidroliz olunmasından alınan məhsullar bir-birindən təkcə pentozanın növünə görə fərqlənmirlər. DNT-nin tərkibində urasil, RNT-nin tərkibində isə timin olmur. Deməli. DNT-nin tərkibinə adenin, quanin, sitozin, timin, -d-dezoksiriboza və fosfat turşusu daxildir. RNT-nin tərkibində isə adenin, quanin, sitozin, urasil, -d-riboza və fosfat turşusu olur.

5-metilsitozin, RNT-nin tərkibinə isə 5-metilsitozin, metilquanin, metio­la­de­nin daxil ola bilər. DNT hüceyrədə tutduğu mövqeyə və funksiyasına görə RNT-dən fərqlənir. DNT, əsasən, hüceyrənin nüvəsində RNT isə hüceyrənin bütün hissələrində ola bilər. Onların hər ikisinin mühüm həyati əhəmiyyəti vardır.

Əvvəllər belə güman edilirdi ki, DNT yalnız hüceyrənin nüvəsində yerləşir. Lakin son vaxtlarda aydınlaşdırılmışdır ki, hüceyrələrin sitoplazma­sın­da da müəyyən miqdarda DNT olur. Bəzi hüceyrə orqanoidlərindən (mitoxondri, xloroplast və təmiz halda DNT alınmışdır. Sitoplazmada DNT-nin tapılması 1908-ci ildə almaq botaniki Korrensin xromosomdan xaric genlər haqqında irəli sürdüyü nəzəriyyəni təsdiq edir. Görünür, hüceyrənin sitoplazmasında yerləşən genlərin daşıdığı irsi əlamətlərin nəsildən-nəslə keçməsində ana cinsi hüceyrənin böyük rolu vardır. Çünki bu cinsi hüceyrələrin sitoplazması nisbətən yaxşı inkişaf etmiş olur.

NUKLEİN TURUŞLARININ QURULUŞU HAQQINDA MÜASİR

TƏSƏVVÜRLƏR

DNT-nin quruluşunun aydinlaşdirilmasında Ervin Çarqaffın hazırladığı purin və pirimidin əsaslarının miqdari analizi üsulunun böyük əhəmiyyəti olmuşdur. Çarqaf öz laboratoriyasında müxtəlif bitki və heyvanların nuklein turşularının tərkibindəki purin və pirimidin törəmələrinin miqdarca münasibətinin öyrənilməsindən alınan nəticələrə əsaslanaraq, DNT molekulunda müəyyən qanunauyğunluqlar olduğunu göstərmişdir.

“Çarqaff qaydaları” adı almış bu qanunauyğunluqlar aşağıdakılardan ibarətdir:

1. 
   Purin nukleotidləri miqdarca pirimidin nukleotidlərinə bərabərdir:
   

A + Q = S + T

2. 
   Molekullarının sayına görə
   

A = T Q = S

3) Altıncı karbon atomu amin qrupu ilə rabitəli olan azot əsaslarının sayı, həmin yerdə keton qpupları olan azot əsaslarının sayına bərabərdir:

Q + T = A+ S

Lakin DNT molekulunda quaninlə sitosinin cəmi, adeninlə timinin cəminə bərabər deyil

( Q + S ≠ A + T)

Çox vaxt müxtəlif mənbələrdən götürülmüş DNT-nin hidrolizindən alınan məhsullarda adeninlə timin, quaninlə sitozinə nisbətən artiq olur:
A + T ˃ Q + S

Belə olduqda onları adenin-timin tipli DNT adlandırırlar. Bütün heyvan və bitkilərin DNT-si adenin-timin tiplidir.

Mikroorqanizmlərin xüsusən də bakteriyaların əksəriyyəti quanin-sitozin tipinə mənsubdur, yəni bunlarda quaninlə sitozin adeninlə timinə nisbətən artıq olur:

Q + S ˃ A + T

Quaninlə sitosinin molyar miqdarının adeninlə timinin miqdarına nisbəti DNT-nin
Q + S

A + T
spesifiklik göstəricisi olub, hər bir canlı növü üçün sabit kəmiyyətdir.

Adenin-timin tipli DNT molekulunda bu kəmiyyət vahiddən az, quanin-sitozin tipli DNT molekulunda isə çox olur. İnsan DNT–nin spesifiklik göstəricisi 0,66-dir.

1953-cü ildə Ceyms Uotson və Frensiz Krik nuklein turşularının hidroliz məhsullarının kimyəvi quruluşuna, “Carqaff qaydalarına” və rentgenestruktur analizdən alınan nəticələrə əsaslanaraq, DNT molekulunun modeli haqqında yeni nəzəriyyə irəli sürdülər: Bu nəzəriyyəyə görə DNT molekulu iki ədəd spiralvari şəkildə bir-birinə sarınmış polinukleotid zəncirindən ibarətdir. Bu zəncirlərdə azot əsasları bir-birinə doğru çevrilmiş şəkildə spiralın daxili hissəsində, fosfat turşusu qalıqları isə xaricdə yerləşir.

Polinukleotid zəncirləri bir-birilə purin və pirimidin əsaslarınin arasinda əmələ gələn hidrogen rabitələri vasitəsilə birləşir. Hidrogen rabitələrinin əmələ gəlməsində ciddi qanunauyğunluq vardir. Belə ki, hidrogen rabitələri adenini timinlə, quanini isə sitozinlə birləşdirir.

Adeninlə timin arasinda iki, quaninlə sitozin arasında isə üç ədəd hidrogen rabitəsi olur.

Beləliklə DNT molekulunu təşkil edən polinukleotid zəncirlərinin biri monomerlərinin yerləşmə ardıcıllığına görə digərindən fərqlənsə də , onların arasında müəyyən əlaqə vardır: əgər bir zəncirin müəyyən səviyyəsində adenin yerləşirsə, digər zəncirdə onun qarşısında mütləq timin və ya əksinə birində quanin yerləşirsə, digərində mütləq sitozin yerləşir, iki purin və ya iki pirimidin törəməsinin qarşı-qarşıya dayanması qeyri-mümkündür. Deməli, DNT molekulunda olan zəncirlər bir-birini tamamlayır.

Məsələn əgər bir polinukleotid zəncirində monomerlərin yerləşmə ardıcıllığı

1. 
   Q- A-T- S- S-T olarsa, digər zəncirdə mononukleotidlər
   

T- S -T -A-Q- Q-A ardıcıllığı ilə düzülür.

DNT zəncirlərində mononukleotidlərin düzülüş qaydasının bir-birindən belə asılılığı komplementarlıq ( tamamlama ) prinsipi adlanır.

Yuxarıda DNT molekulu üçün nəzərdən keçirdiyimiz Çarqaf qaydaları ribonuklein turşusu üçün xarakter deyildir. RNT- (Ribonuklein turşusu) molekulunda əgər bir zəncirin müəyyən səviyyəsində adenin yerləşirsə, digər zəncirdə onun qarşısında mütləq timin əsası əvəzinə urasil əsası yerləşir.

DNT- molekulunda nukleotidlərin miqdarca münasibəti – Çarqaff qaydaları haqqında yuxarıda nəzərdən keçirdiyimiz qanunauyğunluqlar RNT tərkibi üçün xarakterik deyil. RNT-nin monomerlərinin miqdarca münasibətində yalniz bir qanunauyğunluq vardir: altıncı karbon atomu ikiqat rabitə vasitəsilə oksigenlə birləşmiş azot əsaslarının ( 6-cı yerdə yerləşən ketoqrupun) sayı, həmin səviyyədə amin qrupu yerləşən azot əsaslarının sayina bərabərdir:

Q + U = A + S

DNT ilə RNT arasinda fərqli cəhətlərdən ondan ibarətdir ki, DNT-də timin olduğu halda, RNT-də urasil mövcuddur. RNT-nin monomerlərinin miqdarca münasibətində 6-keto qrupların sayı 6-amin qruplarının sayına bərabərdir: Q+U=A+S RNT molekulu bir ədəd polinukleotid zəncirindən təşkil olunmuşdur. Zəncirdə monomerlərin yerləşmə ardı- cıllığı RNT-nin birincili quruluşunu xarakterizə edir. RNT quruluş və funksiya etibarı ilə üç cür olur:

1. 
   Ribosom RNT-si (r-RNT)
   
2. 
   Məlumat RNT-si (m-RNT)
   
3. 
   Nəqliyyat RNT-si (n-RNT)
   

Nuklein turşularının əsas quruluş vahidi – nukleotidlərdir. DNT və RNT mole- kullarında ayrı-ayrı nukleotidlər bir-biri ilə fosfodiefir rabitələri vasitəsi ilə birləşirlər. Beləki,bir nukleotiddəki pentozada yerləşən 3' karbon atomundakı hidroksil qrupu ilə digər nukleotiddəki pentozada yerləşən 5' karbon atomundakı hidroksil qrupu fosfat turşusu ilə qarşılıqlı təsirdə olaraq fosfodiefir əlaqəsini əmələ gətirir (3',5'-fosfodiefir əlaqəsi). Deməli, nuklein turşularının polinukleotid zəncirləri bir-biri ilə 3, 5-fosfodiefir rabitələri ilə birləşmiş mononukleotidlərdən ibarətdir. RNT və DNT quruluşlarının aşağıdakı şəkildə yazmaq olar:

Yuxarıda göstərdik ki, nuklein turşularının hidralizatında aminturşuların müəyyən miqdarı da tapılmışdır. DNT üçün bu miqdar 0,1-0,2%-dir. Müəyyən edilmişdir ki, amin turşuları peptid fraqmentlər şəklində dezoksi­po­li­ri­bo­nuk­leotid zəncirlərini aşağıdakı şəkildə bir-biri ilə birləşdirirlər. Deməli, DNT molekulu fasiləli zəncirdən deyil, polinukleotid fraqmentlərindən ibarətdir.

Nuklein turşularının molekullarında nukleotidlərin yerləşmə ardıcıllığına onların birincili quruluşu deyilir. Onu da qeyd etmək lazımdır ki, nuklein turşularının birincili quruluşunu təyin etmək çox çətin məsələdir. Lakin bu istiqamətdə işlər aparılır və bəzən nəqliyyat RNT-lərin molekullarında nukleotidlərin yerləşmə ardıcıllığı aydınlaşdırılmışdır. Nuklein turşusu molekul­larını təşkil edən monomerlərin (nukleotidlərin) fəzada tutduğu mövqe (fəza konfiqurasiyası) onların ikincili quruluşu adlanır. Bu turşuların ikincili quruluşu nisbətən ətraflı öyrənilmişdir.

NUKLEİN TURŞULARININ MOLEKUL ÇƏKİLƏRİ

Nuklein turşuları yüksək molekullu birləşmələrdir. Nuklein turşularının növlərindən asılı olaraq (RNT və DNT) onların molekul çəkiləri bir-birindən çox fərqlənir.

DNT-nin molekul çəkisi RNT-ə nisbətən yüksəkdir. Viruslardan alınan bəzi DNT-lərin molekul çəkiləri 100 milmeona qədər çata bilir. Məsələn, turşuların çuma virusundan alınan DNT molekul çəkisi 200 mln, ospa virusundan isə 160 mln.

Hesab olunur ki, mikroorqanizmlərin bitkilərin və heyvanların hüceyrə daxili DNT-nin molekul çəkisi 20-30 mln, RNT-nin molekul çəkisi isə bundan qat-qat aşağıdır. Molekul çəkilərinə görə RNT-ləri iki qrupa bölünür.

Molekul çəkiləri az olan və yüksək olan RNT-lər. Bu RNT-lər təkcə molekul çəkilərinə görə fərqlənmirlər, bunlar orqanizmdə daşıdıqları funksiyalarına görə də kəskin surətdə fərqlənirlər.

Aşağı molekulyar RNT-nin molekul çəkisi 18 mindən 35 minə qədər olur.

Yüksək molekullu RNT-lərin isə molekul çəkiləri bir neçə mindən-milyona qədər çatır.

Ədəbiyyat

1.Ö.B.Filipoviç «Osnovı bioximii».

2. K.F.Sorvaçov 1971 q. «Bioloqiçeskaə ximii»

3.A.Lenindjer «Bioximiya» 1974 q.

4. D.J.Devidson « Bioximii nukleinovıx kislot» 1976 q.

5. V.T.Komov , V.N.Şvedeva «bioximiya» 2004 q.

6. Ə.Həsənov , H.Rzayev, F.İslamzadə, A.Əfəndiyev “ Bioloji kimya” 1993 cü il

7. “Biologi kimyadan təcrübi məşğələlər “ R.Q.Ələkbərov, R.K.Məmmədova, N.T.Mehmandarova, V.S.Həsənov. 1990-cı il

8. “Həyat fəaliyyətinin kimyəvi əsasları və bioloji kimyadan yoxlama testləri”,V.S.Həsənov, R.K.Məmmədova, N.T.Mehmandarova, Y.C.Qasımova, Ə.Ə.Mahmudova, G.V.Babayeva. ADPU, 2010