Ə.Ə. NƏBĐyev, E.Ə. Moslemzadeh
Yüklə 3,91 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- 2.6.Nuklein turşularının mübadiləsi
- 2.7.Mineral maddələrin mübadiləsi
- 2.8. Suyun mübadiləsi
|
2.5.4.Zülalların biosintezi Zülalların biosintezi müasir təsəvvürlərə görə, müxtəlif mərhələlərlə gedən mürəkkəb biokimyəvi prosesdir. Bu prosesin öyrənilməsi biokimya elminin ən
mühüm məsələlərindən biridir. Orqanizmdə zülallar spesifik fermentlərin təsiri ilə aminturşulara parçalanması ilə yanaşı, onların biosintezi də gedir. Bu zaman əmələ gəlmiş aminturşuların hesabına orqanizmdə spesifik yeni zülallar sintez olunur. Zülallar sitoplazmada yerləşən hüceyrə orqanoidlərində, əsasən ribosomlarda, mitoxondriyalarda və nüvədə sintez olunur. Ribosomlar iki və daha çox ribonuklein turşusunun çoxlu sayda zülal molekulları ilə birləşməsindən əmələ gəlmiş ribonukleoproteid kompleksidir. Ribosomların tərkibində az miqdarda lipidlər və başqa maddələr də olur. Zülalların sintezində nuklein turşularının (RNT və DNT) böyük rolu var-
271
dır. Belə ki, hüceyrə nüvəsində olan DNT (dezoksiribonuklein turşusu) zülalların biosintezinə rəhbərlik edir. Belə ki, ribosomda sintez olunan zülalların aminturşu tərkibini, onların yerləşmə ardıcıllığı da DNT tərəfindən idarə olunur. Zülalın sintezi haqda genetik məlumat DNT-də saxlanır. Sintez olunacaq zülalın quruluşu haqqında DNT molekulunda olan məlumatın ribosoma verilməsinin ilk mərhələsi transkripsiya adlanır. Məlum olmuşdur ki, hüceyrədə olan RNT-lərin hamısı DNT-də olan məlumatı ribosoma gətirmir, DNT-də olan məlumat ribonuklein turşusu (mRNT) vasitəsilə ribosomlara gətirilir. Məlumat RNT-si DNT-zəncirinin müvafiq hissəsi üzərində sintez olunur. DNT-də olan genetik məlumatlara və ya irsi xüsusiyyətlərə uyğun olaraq ribosomlarda zülal sintez olunur. DNT-də olan genetik məlumatlara və ya irsi xüsusiyyətlərə uyğun olaraq ribosomlarda zülal sintez olunur. Bu zaman amintuşuların hansı ardıcıllıqla birləşməsində DNT- dən genetik məlumatı almış mRNT-si rəhbərlik edir. Zülallar ribosomlarda sərbəst aminturşulardan sintez olunur. Zülalın sintezində aminturşular fəallaşır. Bu proses xüsusi fermentlərin (F), ATF-in iştirakı ilə gedir:
R –CHNH
2 COOH+ATF+F→ aminturşu
→R–CHNH 2 CO~AMF–F+H 4 P
O 7 Fermentaminoatsil-adenillat Zülalların sintezində aminturşuların fəallaşmasında xüsusi, spesifik fermentlər (tirozil-dRNT-sintetaza, qlisil- dRNT-sintetaza və başqaları) iştirak edir.Sonra fəallaşmış aminturşular daşıyıcı ribonuklein turşuları (dRNT) vasitəsilə ribosomlara, yəni zülal sintez olan yerə aparılır. Daşıyıcı RNT- lər də spesifik xüsusiyyətə malikdir. Belə ki, hər bir fəallaşmış 272
aminturşusunun dRNT-si olur. Onların çoxunun kimyəvi quruluşu aşkar olunmuşdur. Sona zamanlar dRNT-nin yeni növü də müəyyən olunmuşdur. Bəzi hallarda belə dRNT gendə olan cüzi səhvliyi düzəldir. DNT-də baş vermiş pozulmanın düzəlməsinə reparasiya deyilir. Mutasiya gen quruluşunun dəyişməsinə deyilir. Đnsanlarda irsi xəstəliklərin əsasını genlərdə baş verən mutasiya prosesi təşkil edir. Məlum olmuşdur ki, bütün mutasiya prosesi orqanizm üçün təhlükəli edyildir. Guman olunur ki, qeyri-adi istedadın əmələ gəlməsi də mutasiyalar nəticəsində baş verir. Bəzi fiziki proseslər (radioaktiv şüalanma) və kimyəvi maddələr də vardır ki, onlar mutasiya törətmək qabiliyyətinə malikdir. Bu prosesə mutagen amillər deyilir. Qeyd etmək lazımdır ki, yeyinti məhsullarının emalında və saxlanma texnologiyasında bəzi fiziki üsullardan və kimyəvi preparatlardan istifadə etmək qəti qadağandır. Ona görə ki, kimyəvi maddələr və fiziki şüalanma qida vasitəsilə orqanizmə daxil olaraq mutasiya prosesi əmələ gətirir. Bu da daha qorxulu xəstəliklərin əmələ gəlməsinə səbəb olur. Ona görə də insan orqanizmi üçün istifadə olan qida məhsullarında çalışmaq lazımdır ki, mümkün qədər kimyəvi preparatlardan istifadə edilməsin. Əks halda isə qida məhsullarında kimyəvi preparatlar normadan artıq olmamalıdır. Zülalların sintezi üçün dRNT-lərlə ribosomlara gətirilmiş aminturşuları mRNT-nin göstərişi ilə müəyyən ardıcıllıqla birləşərək, polipeptid zəncirini əmələ gətirir. Bu zaman rabitəsinin yaranmasına transpeptidasiya deyilir. Ribosomlarda aminturşuların birləşmə prosesinin başlanmasına inisiasiya, polipeptid zəncirinin uzanmasına isə prolonqasiya deyilir. Polipeptid zəncirlərində aminturşularının düzülmə
ardıcıllığı dRNT-lərdə və mRNT-sindəki tripletlərlə kodonlar, daşıyıcı RNT-lərdəki tripletlərə isə antikodonlar deyilir. Tripletlər spesifik xüsusiyyətə malik olmaqla DNT və RNT-nin tərkibində üç nukleotid şəklində olurlar. Nukleotidlərin 273
tərkibində azotlu əsaslardan adenin (A), quanin (Q), sitozin (S), tiamin (T) və ya urasil (U) iştirak edir. Hər bir aminturşusunun üçazotlu əsasdan ibarət xüsusi tripletləri olur. Məsələn, qlisinin tripleti quanin-quanin-urasil (QQU), fenilalanin tripleti isə, sitozin-sitozin-urasil (SSU) ardıcıllığı kimi düzülmüşdür. Başqa aminturşuların da özlərinə uyğun tripletləri (və ya kodları) vardır. Beləliklə, fəallaşmış aminturşular uyğun tripletlərə ribosomlara gətirilərək, müəyyən ardıcıllıqla birləşərək zülal sintez olunur. Bu zaman polipeptid zəncirinin uzanma prosesinin qurtarmasına terminasiya deyilir. Polipeptid zəncirinin əmələ gəlməsi qurtardıqdan sonra, qıvrılaraq (və ya formalaşaraq) müəyyən forma alır. Polipeptid zəncirində xüsusi formanın alınması hidrogen və disulfit rabitələrinin hesabına olur. Đki və daha çox polipeptid zəncirləri bir-biri ilə birləşərək zülal molekulunu əmələ gətirir.
Nuklein turşuları qida maddələrinin tərkibində zülallarla (yəni nukleoproteidlərlə) birləşmiş şəkildə olur. Qəbul olunmuş qidada olan nukleoproteidlər fermentativ yolla sadə zülallara və nuklein turşularına parçalanır. Nuklein turşuları böyük əhəmiyyətə malik olmaqla zülalların biosintezində, maddələr mübadiləsinin gedişində mühüm rol oynayır. Orqanizmdə nuklein turşuları da həm sintez olunur, həm də parçalanma prosesinə məruz qalır. Müasir elmi fikirlərə görə irsiyyətin nəslə ötürülməsi DNT molekullarında olan nukleotidlərin yerləşmə ardıcıllığı ilə əlaqədardır. Buna görə də hüceyrələrdə DNT-nin sintezinin və ya mübadiləsinin öyrənilməsi biokimya elminin mühüm problemlərindən biridir. Genetik informasiyanın dəyişikliklərə uğramadan valideyndən övlada verilməsindən aydın olur ki, bu informasiyanı daşıyan DNT molekulları dəqiq sürətdə öz- 274
özünü yaratmaq xüsusiyyətinə malikdir. Qeyd etmək lazımdır ki, hüceyrələrdə RNT-nin miqdarı isə sabit deyildir. Böyümə və çoxalma dövründə RNT-nin miqdarı artır. Müxtəlif tərkib və quruluşa malik olan RNT molekulları hüceyrənin nüvəsində olan DNT-nin təsiri ilə sintez olunur. Əvvəllər qeyd
olunduğu kimi
nuklein turşuları yüksəkmolekullu üzvi birləşmələr olub, mürəkkəb zülalların sintezində də istifadə olunur. Belə ki, mürəkkəb zülalların nümayəndəsi olan nukleoproteidlərin əmələ gəlməsində və ya sintezində RNT və DNT iştirak edir. Nuklein turşularının sintezi nukleozidlərin sintezindən başlayır. Məlumdur ki, nukleozid də purin və pirimidin əsaslarından və pentozadan ibarətdir. Sonra nukleozidlər də fosforlaşaraq nukleotidlərə çevrilir. Purin nukleotidlərinin biosintezində inozit turşusu mühüm rol oynayaraq aralıq məhsul hesab olunur. Đnozit turşusu, hipoksantinin, ribozanın və fosfat turşusunun birləşməsindən əmələ gəlmişdir:
N – C = O O HC C – CH OH OH CH N –C – N C – C– C –C–CH 2 OP
H H H H Đnozit turşusu
Đnozit turşusunun sintezində və onun ribonukleotidlərə və dezoksiribonukleotidlərə çevrilməsində çoxlu sayda fermentlər iştirak edir. Bu zaman mürəkkəb çevrilmələrdən sonra purin nukleotidləri sintez olunur. 275
Pirimidin nukleotidlərinin biosintezində aralıq məhsul kimi orot turşusu hesab olunur: OH
N CH HO C–COOH N Orot turşusu
Bu turşunun iştirakı ilə bir sıra fermentativ çevrilmələr nəticəsində uridin turşusu əmələ gəlir. O da aminləşərək sitidil turşusuna, metilləşdikdə timidil turşusuna çevrilir. Purin və pirimidin nukleotidləri nuklein turşularının parçalanması nəticəsində əmələ gələn purin və pirimidin əsaslarından da sintez olunur. Bu zaman əvvəlcə nukleozidlər, sonra onlar fosforlaşaraq nukleotidlərə çevrilir. Reaksiya sxematik olaraq aşağıdakı kimi gedir: Adenin+riboza-1 fosfat→adenozin+H 3 PO
Adenozin+ATF→adenin turşusu+ADF Sonra mononukleotidlər polimerləşərək polinukleotidlərə çevrilir. Onlar da müvafiq RNT və DNT molekullarını əmələ gətirir. Nuklein turşularının parçalanması da fermentativ prosesdir. RNT-ni parçalayan ferment ribonukleaza DNT-ni parçalayan ferment isə dezoksiribonukleaza adlanır. Hər iki nuklein turşusunun (RNT və DNT) fermentativ parçalanması zamanı
mononukleotidlər (monoribonukleotidlər və dezoksiribonukleotidlər) əmələ gəlir. Mononukleotidlər isə nukleotidaza fermentinin təsiri ilə nukleozidlərə və fosfat turşusuna ayrılır. Sonra nukleozidlər də nukleozidaza fermentinin iştirakı ilə purin və pirimidin əsaslarına və pentozalara parçalanır. Purin
əsasları da
maddələr mübadiləsində iştirak edirək müxtəlif maddələrə çevrilərək, 276
nəhayət nisbətən kiçikmolekullu birləşmələrə parçalanır. Məsələn, adenin
adenindezamdaza fermentinin təsiri nəticəsində su ilə birləşərək bir molekul ammonyak itirərək hipoksantinə çevrilir: N=C –NH
2 N=C–OH
+HOH
HC C – N HC C – N +NH 3 CH CH N –C – NH N C – NH adenin hipoksantin Sonra hipoksantin ksantinoksidaza fermentinin təsiri ilə su ilə birləşərək ksantinə çevrilir. Əmələ gəlmiş ksantin su ilə birləşərək sidik turşusuna, o da nəhayət allantoin turşusuna çevrilir. Allantoin turşusu da allantoikaza fermentinin təsiri ilə su ilə birləşərək sidik cövhərinə və qlioksil turşusuna çevrilir: H 2
2 NH 2
O=C C=O CO + HOH 2C=O + C H HN – CH – NH NH 2 COOH allantoin sidik cövhəri qlioksil turşusu turşusu Sonra sidik cövhəri ureaza fermentinin təsiri ilə ammonyaka və karbon qazına çevrilir:
NH 2 C O + HOH→ NH 3 +CO
2 NH 2 Beləliklə, purin əsaslarının mübadiləsində son məhsul kimi qlioksil turşusu, ammonyak və karbon qazı əmələ gəlir. Pirimidin əsaslarının mübadiləsi nəticəsində son məhsul kimi ammonyak, karbon qazı və malon turşusu əmələ gəlir.
277
Pirimidin əsaslarından urasil oksidləşmə yolu ilə barbitur turşusuna çevrilir: HN – C = O HN – C = O
O=C CH +1/2 O 2 O=C CH 2
HN –CH HN – C=O urasil Barbitur turşusu Barbitur turşusu barbituraza fermentinin təsiri nəticəsində iki molekul su ilə birləşərək sidik cövhərinə və malon turşusuna çevrilir: HN – C COOH NH 2
O=C CH 2
+ 2HOH C O + CH 2 NH 2
HN – C=O COOH Barbitur turşusu Sidik cövhəri Malon turşusu Sonra sidik cövhəri də ureaza fermentinin təsiri ilə ammonyaka və karbon qazına çevrilir. Beləliklə, qida məhsullarında nuklein
turşularının sintezi
ilə yanaşı
parçalanması prosesi də gedir.
Qida məhsullarının tərkibində üzvi birləşmələrlə yanaşı, mineral maddələr də olur. Qida maddələrinin tərkibində 60-dan artıq mövcud kimyəvi elementlərin olduğu müəyyən olunmuşdur. Mineral
maddələr bitki
mənşəli qida
məhsullarından ən çox yağlı və dənli bitkilərdə olur. Meyvə- tərəvəzdə və üzümdə mineral maddələr nisbətən az miqdarda olur. Mineral
maddələr miqdarına görə iki
qrupa: makroelementlərə və mikroelementlərə bölünür. Orqanizmdə miqdarı 0,001%-dən çox olan elementlərə makroelementlər deyilir. Bunlara misal olaraq kalium, natrium, kalsium, 278
maqnezium, fosfor, xlor, kükürd və başqalarını göstərmək olar. Orqanizmdə miqdarı 0,001%-dən az olan elementlərə isə mikroelementlər deyilir. Mikroelementlərə sink, mis, yod, brom, manqan, kobalt, dəmir, molibden və s.aiddir. Makroelementlər qida məhsullarında əsasən sulfat, fosfat, karbonat və başqa turşuların duzları şəklində olur. Đnsan orqanizmi duzları qida və içməli su ilə birlikdə qəbul edir. Duzların orqanlarda paylanması müxtəlif cür olur. Kalsium, maqnezium və fosforun duzları ən çox sümüklərdə, xörək duzu dəridə toplanır. Bu duzlar bitkilərin gövdəsində və yarpağında, meyvəsində nisbətən çox olur. Mikroelementlər isə əsas üzvi maddələrdən: zülalların, fermentlərin, vitaminlərin, hormonla- rın və başqalarının tərkibində birləşmiş şəkildə olur. Məsələn: zülallardan hemoqlobində dəmir, askorbatoksidaza mis, B 12 - vitaminində kobalt olur. Mikroelementlər fotosintez və tənəffüs proseslərində mühüm rol oynayır. Mineral maddələrin mübadiləsinin öyrənilməsində K.A.Timiryazevin, V.N.Vernad- skinin, A.P.Vinoqradovun, Ə.Güləhmədovun, M.Abutalıbo- vun, Q.B.Xəlilovun və başqalarının böyük xidmətləri olmuş- dur. Makro-mikroelementlər yüksəkmolekullu biopolimerlərlə (zülallar, fermentlər və nuklein turşuları) birləşərək onların quruluşunun yaranmasında iştirak edir. Sink, manqan, dəmir, nuklein turşularının spiral quruluşunun əmələ gəlməsində mühüm rol oynayır. Ribosomların assimilyasiyası və dissimilyasiyası maqneziumdan çox asılıdır. Mineral elementlər fermentlərin, zülalların aktiv qrupuna daxil olaraq, onların fəallağının təsir mexanizmini sürətləndirir. Zülalların, nuklein turşularının biosintezində və parçalanmasında iştirak edən fermentlər mineral elementlər tərəfindən fəallaşır. Zülalların biosintezi maqnezium və manqanın iştirakı ilə gedir. Maqnezium zülalların sintezi zamanı aminturşuların fəallaşması üçün də istifadə olunur. Mineral elementlər qlikoliz və aminoliz proseslərində iştirak
edən fermentlərin əksəriyyətinin fəallaşmasında, fotosintez və xemosintez zamanı
279
karbohidratların sintezində də iştirak edirlər. Makro və mikroelementlər insan orqanizminə əsasən qida maddələrinin tərkibində zülallarla, fermentlərlə, vitaminlərlə birləşmiş şəkildə daxil olur. Qidanın tərkibində mineral elementlər çatışmadıqda, orqanizmdə gedən maddələr mübadiləsi, daha doğrusu zülalların, fermentlərin, nuklein turşularının bəzi vitaminlərin sintezi pozulur. Bu da orqanizmdə müxtəlif xəstəliklərin əmələ gəlməsinə səbəb olur. Ona görə də orqanizmdə maddələr mübadiləsinin tənzimlənməsi üçün, qida məhsullarının tərkibində makro və mikroelementlərin olması vacibdir.
Təmiz su qida məhsulları kimi insan orqanizmində gedən maddələr mübadiləsi prosesinin gedişində yaxından iştirak edir. Đnsanların gündəlik suya olan tələbatı 2,2-2,5-litrdir. Bu qədər suyun müəyyən hissəsi ərzaq məhsulları vasitəsilə ödənilir. Bundan başqa orqanizmdə maddələr mübadiləsi zamanı da son məhsul kimi su ayrılır. Gün ərzində orqanizmdə gedən mübadilə zamanı 300-600 ml su ayrılır. Bu da orqanizmin gündəlik suya olan tələbatının ödənilməsində istifadə olunur. Müəyyən olunmuşdur ki, 100 q zülalın oksidləşməsindən 41 ml, 100 q karbohidratın oksidləşməsindən 50 ml, 100 q yağın oksidləşməsindən isə 107 ml su ayrılır. Đnsan orqanizminin ümumi çəkisinin təxminən 65-70%-ə qədərini su təşkil edir. Ancaq bitkilərdə bu rəqəm sabit deyildir. Məsələn: üzümdə 70-85%, tərəvəzlərdə 92-97%, dənli bitkilərdə 12-15% su olur. Đnsan orqanizmində piylənmə (kökəlmə) zamanı suyun miqdarı azalır. Hətta, həddindən artıq piylənmə zamanı su ümumi kütlənin 40%-ni təşkil edir. Đnsanlar yalnız su qəbul etməklə 40 günə qədər ac qala bilər. Lakin susuz isə bir neçə gün belə yaşamaq mümkün deyildir.
280
Su-hüceyrənin tərkib hissəsi olub, orqanizmdə mühüm bioloji funksiyaların yerinə yetirilməsində iştirak edir. Su orqanizmdəki bütün maddələrin həlledicisidir. Su orqanizmdə olan bəzi maddələrlə reaksiyaya girərək, başqa birləşmələr əmələ gətirir. Zülalların, yağların, karbohidratların hidrolitik yolla parçalanması bilavasitə suyun iştirakı ilə gedir. Fotosintez və tənəffüs proseslərində də su mühüm rol oynayır. Hidrolaza qrup fermentləri biokimyəvi reaksiyanın gedişini suyun iştirakı ilə sürətləndirir. Bitki aləmi üçün su əsas nəqliyyat vasitəsi hesab olunur. Bitkilərin ayrı-ayrı orqanlarına qida maddələri su vasitəsilə verilir. Bitki lazımi qədər su ilə təmin olmadıqda onların məhsuldarlığı aşağı düşür. Bu zaman fotosintez və tənəffüs prosesinin gedişatı zəifləyir. Bitkilərdə karbohidratların sintezi ləngiyir, azot mübadiləsi və boy inkişafı pozulur. Belə halda bitkilərdə maddələr mübadiləsi zəifləyir. Nəticədə bitkidə lazımi qədər qida maddələri sintez olunmur. Orqanizm üçün istifadə olunan su həzm sisteminin bütün hissələrinin selikli qişasından sovrula bilər. Onun əsas hissəsi bağırsaqlardan qana sovrulur. Həzm sistemlərindən sovrulmuş su qan vasitəsilə orqanizmin bütün üzv və toxumalarına yayılır. Hətta qan müəyyən dərəcədə durulaşır və qan dövranı prosesi tənzimlənir. Orqanizmdə suyun azalması nəticəsində qanın qatılığı da artır. Bundan başqa suyun orqanizmdə azalması zamanı hətta qanın kimyəvi tərkibi də müəyyən dərəcədə dəyişir. Bu da qanın damarlar vasitəsilə axma sürətini zəiflədir. Orqanizmə normadan artıq su qəbul etmək də su mübadiləsinin pozulmasına şərait yaradır. Sağlam insanlar yuxarıda göstərilən normadan artıq su qəbul etməmələri məqsədəuyğun hesab olunur. Đnsan orqanizmində daim susuzluğu aradan götürmək, daha doğrusu, onu tənzimləmək tələb olunur. Əks halda su mübadiləsi pozulur, orqanizmdə müxtəlif xoşagəlməyən fəsadların baş verməsinə səbəb olur.
|