Oʼzbekiston respublikаsi oliy vа oʼrtа mаxsus tа'lim vаzirligi fаrgʼonа dаvlаt universiteti tаbiiy fаnlаr fаkulteti biologiyа yoʼnаlishi

1.2. Ion kanallari haqida ma'lumot
Biologik organizmlarda kechuvchi hayotiy jarayonlar asosini bevosita hujayra darajasida kechuvchi jarayonlar tashkil etadi. Hujayra membranasida boradigan murakkab jarayonlar natijasida qo'zg'alish, fotosintez, nafas olish kabi ko'plab muhim xayotiy jarayonlar amalga oshadi. Hujayra membranasi umumiy holatda oqsil molekulalari joylashgan lipid qo'shqavatidan tashkil topgan. Membranada lipid qo'shqavatida joylashgan oqsil molekulalari asosan ion kanallari, ion nasoslari va retseptorlarni xosil qiladi. Membranada joylashgan ion kanali xosil qiluvchi oqsil molekulalari ma'lum bir ionni kimyoviy gradient bo'yicha tanlab o'tkazish xususiyatiga ega. Ion kanallari ochilish va yopilish mexanizmlariga ko'ra potentsialga bog'liq, ligandlar ta'siriga sezuvchan yoki mexanik ta'sirdan faollashuvchi guruhlarga bo'linadi. Ion kanallari uchun maxsus tanlovchanlik xususiyati xarakterli hisoblanadi. Hujayra membranasi ion kanallarining umumiy elektrik xususiyatlarini yetarlicha o'rganib chiqilgan. Biologik evolyutsiya davomida tirik organizm hujayralarida kechadigan turli xil murakab tartibli jarayonlar bevosita ion tashilish tizimlarining faoliyati orqali amalga oshishi tarkib topgan. Shu nuqtai nazardan to'qima, butun bir organizmda amalga oshuvchi jarayonlarni ilmiy asoslash bevosita hujayra ion tashilish tizimlari darajasidagi bilimlarni talab qiladi. Ayniqsa turli xil patologik jarayonlar hujayra ion kanallarida ro'y beruvchi o'zgarishlarga bog'liq amalga oshadi. Hujayrada ion kanallari funksiyasi parametrlari turli xil moddalar ta'sirida o'zgaradi. Bunda modulyator moddalar ion kanaliga bevosita yoki turli xil retseptor tizimlari orqali ta'sir ko'rsatadi.
Membranada ionlaming o'tishi maxsus oqsillar tizimi orqali amalga oshadi. Membranada oqsil molekulalarining ma'lum bir tartib asosida xosil qilgan bu ko'rinishdagi strukturalari ion kanallari deyiladi. Ion kanallari darvoza mexanizmi bo'yicha faoliyat ko'rsatib, kanal ochilganda ionlar hujayra ichiga yoki hujayra tashqarisiga tomon harakatlanadi.
Ion kanallariga ba'zi hujayra organellalari membranalaridagi kanallar ham kiradi. Masalan, mitoxondriyalar membranalaridagi Ca²⁺ ioniga bog'liq megakanal hujayra faoliyatida, apoptoz va nekroz jarayonlari sodir bo'lishida muhim ahamiyatga ega.
Ionofor molekulalari nisbatan kichik molekula bo'lib, ular strukturasiga ko'ra halqa tuzilishga ega, halqa markazida esa ion joylashadi. Ionofor molekulasi membranadan o'tganda, ionni hujayra ichiga olib kiradi yoki tashqi muhitga chiqaradi. Ionoforlar juda xilma xil bo'lib, ba'zi ionofor molekulasi membradan faqat bitta ionni olib o'tsa, boshqa tashilish mexanizmida bir necha ionofor molekulasi bitta ionni olib o'tadi. Membranologiyada K⁺ ionlarini ionofori valinomitsin yaxshi o'rganilgan. Bunda tabiiy ionofor siklik polipeptid hisoblangan valinomitsin K⁺ ionlari bilan kompleks xosil qiladi. Ya'ni K⁺ ionlar valinomitsin molekulasi o'rtasida moslik asosida gidrat qobig'i bilan valinomitsin molekulasi alifatik qoldiqlaridan iborat gidrofob qobig'iga almashinadi va shu ko'rinishda membrana orqali o'tishi amalga oshadi.
Qo'zg'aluvchan to'qimalar faoliyati uchun ularning membranalarida Na⁺, K⁺, S1^-, Ca²⁺ ionlarini tashuvchi maxsus kanallar bo'lishi katta ahamiyatga ega. Ulartanlab o'tkazuvchi, o'ziga xos va o'ziga xos bo'lmagan kanallarga bo'linadi. Tanlab o'tkazuvchi kanaldan ionlardan faqat bir xili o'tishi mumkin. Bundan tashqari, hujayralarda tutashgan transport sodir bo'lishi mumkin. Bunda bir ionning elektrokimyoviy potensialga qarshi o'tkazilishi ikkinchi ionning elektrokimyoviy potensiali pasaygan tomonga o'tkazilishi hisobiga amalga oshadi. Maxsus tanlovchanlik xususiyatiga ega bo'lmagan ion kanallari doimo ochiq holatda turadi.
Membranalogiyada ion kanali deganda membrananing lipid qatlamida joylashgan va elektrokimyoviy gradient buyicha membrananing bir tamonidan ikkinchi tomoniga ma'lum bir ionlami o'tkazuvchi murakkab tuzilgan oqsil, glikoproteid makromolekulasidan iboradigi o'rganilgan.
Ion kanali bir qancha domenlardan iborat bo'lib, boshqa membrana oqsil makromolekulalari masalan retseptorlar bilan, hujayra skeleti yoki mukopolisaxaridlar bilan birikkan bo'ladi. Makromolekuladagi gidrofob
aminokislotalar membrananing lipid qatlami bilan kontakt hosil qilsa, gidrofil aminokislotalar kanalning ichki qismida рога (g'ovak) hosil qiladi. Рога ichida manfiy zaryadga ega 5-6 ta kislorod atomidan tashkil topgan tanlab o'tkazuvchi filtr joylashgan bo'lib, u kanalning faoliyatiga bog'liq xossasini ta'minlaydi. Kaliy kanallari diametri 7,3 ⁰A, natriy kanallariniki esa 8,1 ⁰A o'lchamga ega ekanligi aniqlangan.
Kanal ichki qismi porasi darvoza mexanizmi asosida ochilishi va yopilishi mumkin, bu jarayon makromolekula konformatsiyasini o'zgarishi bilan boradi. Bu jarayon elektr qo'zg'aluvchan membranalarda «darvoza» toklari, sensor kuchlanish va kimyoviy qo'zg'aluvchan membranalarda esa kimyoviy moddalar, ya'ni mediatorlar orqali boshqariladi. Ion kanali orqali bir sekund davomida 10⁷-10⁸ ta ion o'tishi mumkinligi aniqlangan. Ionlaming suvdagi harakatchanlik tezliklari, kanaldan o'tish tezligiga mos keladi, shuning uchun kanalni suv poralari deb xam qaraladi. Blokatorlar moddalar, ya'ni susaytiruvchilar ta'sirida membranada joylashgan ion kanallarining faoliyatining 0 qiymatga qadar susayishi kuzatiladi. Masalan tetrodotoksin, saksitoksin va boshqalar ion kanalining faoliyatiga susaytiruvchi ta'sirga ega. Hujayra membranasida joylashgan Ca²⁺ ion kanallarining blokatorlari xususiyatlari chuqur o'rganilgan. Jumladan verapamil, D-600 kabi moddalar ushbu ion kanalining darvoza mexanizmi faoliyatini dozaga bog'liq holatda susaytirishi kuzatilgan (3.3-rasm).