O’zbekistonrespublikasi oliyvao’rtamaxsusta’limvazirligi namangandavlatuniversiteti biologiya kaferdrasi

YERDA HAYOTNING PAYDOBO’LISHI
Yerda hayot qanday paydo bo’lganligi haqidagi problema yuqorida qayd qilinganidek, dastdabEngelsning Tabiat dialektikasi asarida o`z ifodasini topdi Engels mazkur asarida dialsktik materiyahech qachon tinch holatida bo`lmaydi, u doim harakatda, rivojlanishda, degan qoidasiga asoslanib,materiya o`z rivojlanishida bir ancha harakat formalarini bosib o`tgan Hayot kelib chiqish tomondanmoddiy materiya harakatining alohida sifat jihatdan farq qiluvchi mu-rakkab formasidir, binobarin,o’lik jismlardan hayotning yashash formasi bo’lgan oqsil qanday paydobo’lganligini tushunmoquchun, avval hayot paydobo`lmasdan odingi materiya rivojlanishaning tarihini va oqsilnilaboratoriyada sintez qilishni o`rganmoq zarur, deb uqtirdi.
A.I.Oparin 1924 yili, Amerika olimi Xol-deyn 1928 yili yerda hayot qanday paydo bo`lganligihaqida abiogen gipoteza yaratdilar. Oparin hayot paydo bo`lishi to`g`risidagi gipotezasini yaratishdaEngelsning hayotga bergan ta’rifi hamda hayot paydobo`lish problemasini qanday hal etish bo`yichako`rsatma lariga, shuningdek, astroflzika, astroximiya, geologiya, biohimiya va boshqa fan yutuqlarinietiborga oldi Akademik Oparin o`z gipotezasida yerdagi hayot boshqa planetalardan ko`chibkelmaganligini , ballki materiyaning milliard yillar davom etgan rivojlanashi natijasi ekanligini qaydqildi. Hozirgi vaqda yerda mavjud barcha organik m oddalar biogen yo`l bilan,yani tirik organizlardasodir bo`ladigan fotosintez va xemosintez natijasida vujudga keladi. Hayotdan nom-nishon bo`lmaganqadimgi davrlarda esa bunday moddalar abiogen yo`l bilan paydo bo`lishi tabiy bir hol edi.Oparin gipotezasiga muofiq,yerda hayot paydo bo`lishi shartli ravshda 2 xil–himiyaviy hamdaoldbiologik bosqichlarga bo`linadi.Birinchi bosqich haqiqatdan ham yerning tarixiy rivojlanishida ro`yberganligini radioastronomiya yutuqlari asosida bilvosita isbotlash mumkin.Keyingi yillarda olinganma’lumotlarga ko`ra,yulduzlar olamida C ning hilma-hil birikmalari ayniqsa farmaldegid sian va uningmahsulotlari ko`plab uchraydi.Bu malumotlarning o`zi organik moddalar abiogen bilan vujudga kelishimumkinligini va bu jarayon hayot paydo bo`lguncha emas hatto yer va boshqa sayyoralarshakllangunga qadar ham ro`y berganligini isbotlaydi.Shu nuqtai-nazardan olganda, oy, kometa,ayniqsa, meteoritlarni o`rganish diqqatga sazovordir Ularda uchraydigan uglerod birikmllarini tadqiqetish, qadimgi davrlarda kimyoviyevolyutsiya qanday yo`nalishda borganligini aniqlashga yordamberadi.
Kosmik kemalar va stantsiyalar yordamida yerga olib kelingan oy namunalarini o`rganish,ularda oz miqdorda organik moddalar borligidan dalolat beradi. Organik moddalar, ayniqsako`mirsimon hondriklar nomini olgan meteoritlar xilma-xil organik birikmalarga jumladan,aminokislotalarga va hayot uchun zarur bo`lgan boshqa moddalarga boy.1968—1969 yillardaradispekraskopiya yordamida yulduzlar orasida organik moddaladan farmalagid va ammiak borligianiqlandi.Umuman olganda hozirgi vaqtda galaktikada ammiak suv farmaldegid mavjudligi uzul kesilhal etilgan.Ahir quyosh sathida harorat 6000 C<sup>0</sup>ekanligi va koinotda hayot uchun havfliultrabinafsha roentgen nurlar elektr zaryadlari ko`pligi etiborga olinsa qayt qilingan organik moddalarabiogen yo`l bilan vujudga kelganligiga shubha qilmasa ham bo`ladi.
Organik moddalarning abiogen usulda paydobo`llshi faqat nazariy jihatdan emas, balki amalda hamisbotlandi. Masalan, amerikalik olim Miller dastlabki yer atm osferasida ko`proq uchragan deb tahminqilingan ammiak, metan, vodorod va suv bug`ini shisha kolba ichiga j oylashtirib, undagi haroratni80 C ga yetkazib, apparatning kengroq qismi devorlariga kavsharlangan elektrodlar orqali eletkr zaryadlari berilsa, kolbadagi suyuqlikning rangi o`zgarib, aminokislotalar va boshqa organik moddalarxosil bo`lganligini aniqladi.MDH Pavloskaya va Pasinskiylar yuqoridagi gazlar aralashmasidagi vodorod o`rniga uglerod oksidini qo`shdilar va ularga ultarabinafsha nurlar ta’sir ettirib, aminokislotalar olishga muvaffaqbo`ldilar.Eybelson metan ammiak,vadorod va suv bug`I,uglerod oksidi,karbanatangidirid,azotdan iboratgazlar aralashmasidan aminokislotalar hosil bo`lishini isbotladi.Doze va Raevskiy bundan dastlabkigazlar aralashmasiga rentgen nurlari tasir ettirish orqali har hil amminakislotalar olish mumkinligini ko`rsatdilar.Yer plonetasi tarkibidagi qadimgi zamonda uglerodlarning metallar bilan birikishidanhosil bo`lgan karbidlar ko`plab uchraydi. Aftidan, yerning markaziy o`zagi t yemir, nikel va kobaltninguglerod bilan qo`shilishidai hosil bo`lgan karbidlardan iborat bo`lsa kerak. Ehtim ol, bunday karbidlaryer rivojlanish tarixining ma’lum davrlarida yuza joylashgandir, D. I. Mendeev karbidlar suv bilanbirikishi natijasida uglevodorodlar hosil bo`lishini ko`rsatib o`tgan edi. Shunday qqilib, hayot paydobo`lishidagi birinchi bosqich turli-moddalarning kimyoviy evolutsiyasi natijasida oddiymolekulalardan iborat organik moddalar vujudga kelishi bilan izohlanadi. Kimyoviy evolyutsiyayakunida oddiy tuzilgan organik m oddalar o`zaroreaktsiyaga kirishi tufayli ancha murakkab tuzilganorganik birikmalar— uglevodorodlar, yog’lar, oqsilsimon, nuklein kisl otasim on moddalar abiogen yo`lbilan paydobo’lganligi ehtimoldan xoli emas. Yerda hali hayot nishonasi bo`lmagan davrda elektrzaryadlari va ultrabinafsha, rentgen nurlari ta’sirida murakkab organik birikmalar abiogen yo`l bilanvujudga kelgan va ular ibtidoiy okean suvida ko`plab uchragan bo`lishi mumkin.
Hozirgi davrda ma’lum bo`lishicha, yer 4,7 milliard yil ilgari shakllangan. Hayot esa 3 milliard yililgari yerda paydobo`lgan. Binobarin, taxminan 1,5 milliard yil davomida yerda hayot bo`lmagan.Ehtimol, yerning o`sha davrdagi atm osferasi va gidrosferasida ko`plab uchragan uglevodorodlarkeyingi kimyoviyevolyutsiya uchun dastlabki mat yerial bo`lib xizmat qilgan.Shunday qqilib, yer rivoltanishining ma’lum bosqichiga .kelib, dastlabki okean suvi turli tuzlar hamda organik moddalar aralashmasidan nborat bo`lishi haqiqatga yaqindir. Yaponiya olimi Akaboriningtaxminiga ko`ra, dastlabki oqsillar sintezi uchun tayyor aminokislotalar bo`lishi shart emas. Ulaboratoriya sharoitida formaldegid, ammiak va vodorod sianid aralashmasidan oldoqsil m oddalarvujudga kelishi mumkinligini aniqladi. ' Nuklein kisl otalarningabiogen yo`l bilan paydobo`lishi mumkinligini isbotlashda nemis bioximigi Shramm o`tkazgantajribalar diqqatga sazovordir. U 2 ta elektrod kavsharlangan kolba ichiga shakar, azotli asoslar hamda fosfat kislota tuzlari eritmasini solib, eritmani 80° gacha isitgan va undan elektr o`tkazgan. Bu eritmalararalashmasi bir necha kundan keyin tekshirilganda, ularda DNK. va RN K tipidagi moddalar, ya’ninukleotidlar borligi ma’lum bo`lgan. Turlicha tuzilgan organik m oddalarning abiogen yo`l bilansintezlanganligini bilvosita yoki bevosita dalillar bilan isbotlash hayot paydobo`lishini aniqlashdagi dastlabki qadam, birinchi bosqichdir. Ikkinchi bosqich oldbi ologik bosqich, bo`lib, u abiogen usul bilankechadigan turli yo`nalishdagi kimyoviy reaktsiyalar qanday qqilib tirik sistemani saqlash varivojlantirish uchun zarur hisoblangan muayyan tartibli moddalar almashinuvi jarayonini barpoetadi,degan muammoga javob berm og`i kerak. Dastlabki yer sharoitida tirik mavjudotlar uchun xos tuzilishyuksak biomolekula sistemalarining evolutsiyasi tufayligina vujudga kelishi mumkin edi. Albatta,bunday sistemalar dastlab tiriklik uchun xos bo`lgan xossalarga ega bo`lmagan. «Mayda» organikmolekulalar paydobo`lib, rivojlangandan so`ng, keyingi har. xil xossa va tuzilishga ega polimerbirikmalarni hosil etish bilan bog`liq muhim bosqich boshlandi Hayot uchun 4 ta asosiy bi opolimerlar — oqsillar, nuklein kisl otalar, polisaxaridlar va lipidlar bo`lishi shart. Ulardan tashqari, energiya(flavin, xlorofill, ATF, koferm yentlar) va moddalar almashinuvi (koferment A, vitamin B!2), signallarniuzatish (gormonlar)da ishtirok etadigan kichik molekula birikmalari ham juda muhim hisoblanadi. Tirikmoddalar uchun xos bo`lgan asosiy birikmalarning paydobo`lish vaqti va izchilligi to`g`risida hozirchabiror narsa deyish qiyin. Oldbiologik molekulalar hisoblangan dastlabki organik m olekulalarningtasodifiy sintezi albatta, cheksiz davom eta berishi mumkin emas edi. Bunga ikki sabab bor.Birinchidan, har xil manbalardan hosil bo`lgan energiya oqimi dastlabki molekulalarni tarkibiyqismlarga parchalab yuboradi. Bu ularning har xil variantlarda qayta tiklanishiga imkon beradi.Ikkinchi tomondan, oldbi ologik molekulalarning to`plana borishi ularning o`zarota’siri tezliginioshiradi. Bu esa, o`z navbatida, parchalash ta’siriga ega bo`ladi.Rivojlanishning ilk bosqichlarida dastlabki molekulalarning bo`linishi, har xil reaktsiyamahsulotlarining tabiiy usulda ajralishi kelayotgan energiya ta’sirida amalga oshgan. Bunday oddiymetod murakkab moddalarning saqlanishi va uzoq muddat yashab qolishi uchun albatta y yetarli emasedi. Buning uchun boshqa jarayonlar, dastavval avtokataliz zarur edi. Avtokataliz o`z-o`zini hosilqilish qobiliyatiga ega sistemalarni vujudga keltiruvda muhim ahamiyatga ega.Oddiy molekulalarning dastlabki katalitik xossalarini bo`lib yuborish asosida, yanada ixtisoslashganva samarali sis'temalar vujudga kelib, bu ish nihoyat tirik tabiat uchun xos.bo`lgan fermentlarnivujudga keltirish bilan tugallangan bo`lishi kerak.
Unchalik ko`p bo`lmagan reaktsiyalar tezligi va izchilligini koordinatsiyalash uchun miqdor jihatdan ozbo`lgan oddiy katalizator vazifasini bajaruvchi kofermentlar yetarli edi. Barcha organizmlarda bir xilkofermentlar uchrashi ular qadimgi kimyoviy birikmalar ekanligidan dal olat beradi. Biroq keyinchalikmavjud makromolekulalarda reaktsiyalarning xilma-xilligi va murakkabligi ortgan sari miqdor vaixtisoslashish tomonidan kam bo`lgan kofermentlar bu reaktsyalarni endilikda boshqara olmaydi.Oqibatda ular uchun yanada takomikllashgan mexanizmlar talab qilinadi.Yangi talabga faqatfermentla javob berishi mumkin edi.Hozirgi fermentlarga hos hususiyat ichki molekulalarga tuzilishinibajarayotgan biologik funksiyaga mosligidir.Albatta fermentlar o`zgargan bir butun sistemalarni tanlashnatijasida vujudga kelishi lozim edi.Ko`p tasaddifiy variantlardan malum bir vaqtda turg`un bo`lgansistemalar saqlana bordi va mazkur sistemalarning muhit bilan munosabati muhum ahamiyatga egabo`ldi.Qayd qilingan yo`nalish orqali oqsil-fermentlarning funksiya mehanizmlari takomillasha borgan.Old biologik sistemalar,ehtimol nisbatan bir butun agregat bo`lib ,dastlabki oziq bulonida farq qilganbir hil organik moddalar eritmasida ajralib chiqqan bo`lishi mumkin.Chamasi koaservat tomchilar hamshu usul bilan paydo bo`lgandir. Koaservat tomchilarining rivojlanishi okeonda oqsilga o`hshash vayukori molekulali boshqa organik molekularning hosil bo`lishi natijasidir.Qayd qilingan jarayonalohida sharoitni talab qilmaydi va u yuqori molikulalar organik birikmalarning eng quloy usilihisoblanadi.
Boshlang`ich organizlar nisbatan turg`unlikni hosiul qilish uchun tabiy tanlanish orqalifunksionalbirliklarning muttasil hosil bo`lishiga kafolat beruvchi mehanizmlar zarur edi.Ularsiz organikdunyo evolyutsiyasi koaservat tomchilar darajasidan nari bormas edi.Genetik sistema anaShundaymehanizmlar tarzida tarkib topdi.Aniqlanishicha hujayra va organizmlar genetik sistemasi asosida ikki hil nuklein kislotalar DNK va RNK molikulasida joylashgan ahborat kodi yotadi.Ehtimol himiyaviyevolyutsiya 1-1,5 milrd yil moboynida ahborat uzatishning juda ko`p sistemalarni sinab ko`rgan vayaraqsizlarini chetka chiqargan.Vujudga kelgan sistemalar orasida nuklein kislotalar ko`p jihatdan eng samarali bo`lib hisoblangan.Chunki ular asosida genetik sistemaning biosintezi va energiyani qaytatiklash jarayonlari bilan bog`lanishi juda muvaffiqiyatli bo`lgan.
Dastlabki yadrosiz hujayralar irsiy ahboratning berilishi balki RNK dan tashkil topgan bir hilsitoplazma qismlari ishtirokida ro`y bergandir.Irsiy ahboratning sitoplazma orqali uzatilishi unchatakomillashmagan usul hisoblanadi.Chunki u sitoplazmatik qismlarning qiz hujayralarda tengtaqsimlanishiga imkon bermaydi.Shunga ko`ra tabiy tanlanish irsiy ahboratning uzatilishida vahujayralar faoliyatining boshqarilishida nisbatan tejalgan usulning vujudga kelishi yo`nalishida davometgan.Genetik funksiya RNK dan DNK ga o`tgandan keyingi eng samarali hisoblangan genetik sistemahosil bo`lgan.Bunga asosiy sabab DNK ning nuleotid tarkibi ancha turg`un bo`1ishidir.Yangidan sintezqilinadigan DNK dagi monamerlar miqdori nisbatan anchagina o`zgargan tagdirda ham DNK ning nukleotid tarkibi saqlanadi,o`zgarmaydi.RNK bunday hossaga ega emas.Yangidan sintezlanadiganRNK larda asl monomerlar miqdor, nisbatining . o`zgarishi RNK ning nukleotid tarkibini o`zgartadi.Shunga ko`ra, irsiy axborotni ta’minlashda DNK RNK ga nisbatan ancha afzallikka ega. DNK irsiyaxborotni uzoq muddat saqlash imkoniyatiga ega.Aftidan, genetik funktsiyaning RNK dan DNK ga ko`chish jarayoni uzoq muddatli bo`lib, bu mazkurbirikmalar o`rtasida yuz bergan raqobat asosida amalga oshgan, DNK Molekulasi keyinchalikshakllanayotgan yadroda alohidalashgan va xromosomaning. asosini tashkil etgan. Ribonuklein kislotalar (RNK) esa oqsil biosintezida irsiy axborotni. amalga oshiruvchi mediator vazifasini o`tagan.
Ko`pchiligi tajribada tasdiqlangan tahminlarga himiyaviy evolyutsiya ohirida yashagan oraliq formalaro`z-o`zini ko`paytira oladigan.”abiotik” nuklein kislotalarning dastlabki tirik formalarga o`tishinitaminlagan deb,gipotetik tasavvur etish mumkin.Ular,ehtimol,o`z-o`zini ko`paytira oladigan nukleinkislatolar (DNK emas RNK) bo`lgandir.Bu nuklein kislotalarning bazilari RNK vazifasini o`tagan vaoqibatda polipeptit zanjirning sintezlanishiga imkon tug`ulgan.Aminokislotalardan bir xillari katalizat orlik, boshqalari esa oldbiologik bosqichda sint yezlangan organic birikmalar bilan birgalikda menmbrana tuzilishi strukturasi uchun asos vazifanni bajargan bo`lishiehtimoldan uzoq emas.Membrana struktralarining vujudga kelishi juda muhim ahamiyatga ega membranalar rivojlanishigabilan molekula agregatni tashqi muhitdan chegaralaydi va moddalar olmashinuvi jarayoniningsaralanishini kuchaytiradi, uning asosida sitoplazma organoidlar va yadroshakllanishi asosda amalgaoshgan bo`lishi ehtimol.Shunday qilib, birinchi tirik sistemalar ularni tashqi muhitdan ajratadigan ibtidoiy membranaga hamdatartibli oqsil sintezini ta’minaydigan ma’lum polimer birikmalarga ega bo`lgan.Mana Shundaysistemalarning shakllanishi bilan tirik tabiatning tarihiy rivojlanishi boshlangan.Shubhasiz tiriklikuchun ahborat uzatuvchi mokramolekulalar bo`lishi shart.Biroq ularsiz avtorepraduksiya,tanlanishamalga oshmaydi.O`z-o`zini ko`paytira olmaydigan sistemalarda tanlanish ham evolyutsion tasirga egabo`lmaydi.
Oparin mulohazasiga ko`ra fermentlar va membrananing vujudga kelishi tarihiy rivojlanishda birinchidarajali ahamiyatga ega bo`lgan.U qayd qilishicha barcha yuqori molekulali moddala o`z o`zidankonsentrlanib koaservat tomchilar hosil eto oldi. Koaservat tomchila oldbiologik bosqich uchun modelvazifasini o`taydi. Koaservatsiya hodisasi deyilganda ,malum sharoitda yuqori molekulali moddalarning eritmadan ajralib, kontsentratsiya jihatdan farq qiladigan eritma holida nam oyon bo`lishitushuniladi. Odatda, koatservat tomchilar mayda tomchilarga bo`linish xossasiga ega. Oparinkoatservat tomchi-lar 4 bosqichda hosil bo`lgan deydi. 1-bosqichda eritma o`z kontsentratsiyasi bilanatrofdagi eritmadan farqlanib ajralgan. 2-bosqichda koatservat tomchilar hajm jihatdan ortib «o`sa»boshlagan. 3- bosqichda koatservat tomchilar ham turg`un, ham dinamik holatga o`tgan, ya’ni tevarakatrofdagi eritmadan turli m oddalarni yutib olib, kat-talashgan va reaktsiya mahsulotlarini atrofdagimuhitga chiqargan va nihoyat 4- boqichda ular o`rtasida «tabiiy tanlanish»ga o`xshash jarayoneborgan.Ular orasida sintezlanish va parchalanish reaktsiyalari mutanosib hamda davriy ravishda bo`lgan.Bujarayonlarda ma’lum moddalarni regeneratsiya qilib turgan koatservat tomchilar yashab qolgan.Bunday turg`un sistemalarni Oparin shartli ravishda pro-b'i ontlar deb atagan. Uning ko`rsatishicha,probiontlarning keyingi. evolyutsiyasi m oddalar almashinuvi jarayonlarini uyushtiradigan «apparatmexanizm»larining aktivlashishi bilan uzviy bog`liq bo`lgan.
Probiontlarda moddalar almashinuvining sekin-asta murakkablashuvi nati-jasida progressiv evolyutsiyayanada yuqori aktivlikka egz katalizatorlar — ferm yentlarni vujudga keltirgan. Shunday qilib, tarixiy jarayonda Oparin uqtirishicha, tirik sistema bir butun holicha. shuningdek ,uning ayrim mexanizmlaritakomillasha borgan. Dastabki hayot formalarida jinsiy jarayonning vujudga kelishi ota-ona genotipigaega jiisiy hujayralarni o`zaroqo`shilishi natijasida kombinativ o`zgaruvchanlikni keltiribchiqargan.
Hozirgi vaqtdagi .o`simlik hujayralari dastlabki hayvon hujayralariga spiroxetasim on bakteriya vako`k-yashil suvo`tlarining kirishi natijasida kelib chiqqan, degan fikr keyingi vaqtda tobora kengyoyilmoqda. Bunday mulohaza hujayra sitoplazmasidagi mitoxondriya bilan xloroplastlarning o`zigaxos nuklein kisl otalarga ega ekanligi va ularning avtonomligiga asoslanadi.Fotosintez jarayonining vujudga kelishi dastlabki hayotni divergentsiya yo`li bilan ikki asosiy tarmoqqa—- o`simliklarga va hayvonlarga ajratishga imkoniyat yaratgan .