Nazorat savollari 1. Modifikatsion o’zgaruvchanlikni tushintiring
2. Biosfera evolyutsiyasini tushintiring
3. Nukliotidlar tuzilishini izohlang
Foydalanilgan adabiyotlar 1. P.X.Xoliqov. A.O.Daminov. M.B.Tarinova. Tibbiy biologiya va umumiy genetikaToshkent 2018yil.
2. P.R. Olimxo‘jayeva, D.R. Inog‘omova. Tibbiyot genetikasi. Toshkent - «Ilm ziyo» - 2017
3. Jalolov G’.J. Boboyyeva R.N. “Bialogiya” Toshkent. O’qtuvchi. 2003 y
4. G’ofurov A.T. Nosirov O.N. Maktab “Biologiya” kursida tabiat muhofazasi
Toshkent. O’qituvchi 1985 y
Internet manbalari www. ziyouz kom kutubxona
http:// ziyonet uz
http:// uzedu uz
http:// nambiolog uz
4-Mavzu: Hujayraning kimyoviy tarkibi.Oqsillar, uglivodlar, lipidlar va nuklein kislotalar. Reja 1.Oqsillar
2.Uglivodlar va lipidlar
3.Nuklein kislotalar
Ximiyaviy analiz orkali xujayra tarkibida atmosfera va er kobigida keng tarkalgan moddalar borligi aniklangan. Xujayrada D.I. Mendeleev davriy sistemasidagi kimyoviy elementlarning 85 dan kuprogi uchraydi. Xujayra tarkibiga kiruvchi kimyoviy elementlar foiz kursatgichiga karab uch guruxga: makro, mikro va ultramikroelementlarga bulinadi. Makroelementlar xujayra tarkibiga kiruvchi elementlarning 98 foizini tashkil kilib, barcha xayotiy muxim biologik moddalar tarkibiga kiradi. Ularga vodorod, kislorod, uglerod va azot kiradi. Mikroelementlarga 8 ta element kirib, ular xujayra tarkibiga kiruvchi elementlarning 2 foizidan kamrogini tashkil kiladi. Ularga magniy, natriy, kalsiy,
temir, kaliy, oltingugurt, fosfor, xlor kiradi. Ultramikro- elementlarga rux, mis, yod, ftor, marganets, kobalt, kremniy va boshka elementlar kirib, xujayrada juda kam mikdorda 0,1 % atrofida buladi.
Makroelementlar - 98%, kislorod - (O2) 75% gacha, uglerod (C)12% gacha, vodorod (H2) 8 % gacha, azot (N2) 3% gacha.
Mikroelementlar - 1,9 % - kaliy (K), fosfor (P), oltingugurt (S), magniy ^g), xlor (Cl), kalsiy (Ca), natriy (№), temir (Re).
Ultramikroelementlar 0,1 % - yod (J), mis (Cu), kobalt (Co), rux (Zn), molibden (Mo), brom (Br), marganets (Mp), bor (B) va boshkalar.
Xujayrada vodorod, kislorod, uglerod birgalikda uglevodlar va yoglarni xosil kiladi. Oksillar va nuklein kislotalar tarkibida yukoridagi 3 ta elementlardan tashkari azot, oltingugurt va fosfor xam mavjud. Kaliy, natriy va xlor xujayra membranalari orkali turli moddalarni utkazish va ularning turgor (taranglik) xolatini ta’minlaydi. SHu bilan birga nerv xujayralarining kuzgalishi shu elementlar ishtirokida ruy beradi xamda kaliy va natriy xujayra membranasida biotokni xosil kiladi. Kalsiy va fosfor suyak tukimalarini xosil kilishda ishtirok etib, ularning mustaxkamligini ta’minlaydi. Bundan tashkari kalsiy konning normal ivishini ta’minlovchi muxim omil xisoblanadi, uning etishmovchiligi xisobiga organizmda spazmofiliya kasalligi kelib chikadi.
Ultramikroelementlar xujayra tarkibida juda kam bulishiga karamasdan ular ayrim fermentlar, gormonlar va vitaminlar tarkibiga kiradi. Ularning etishmasligi va ortib ketishi natijasida organizmda moddalar almashinishi buziladi va xar xil kasalliklar kelib chikishiga sabab buladi.
Xujayrani tarkibiga kiruvchi mux,im kimyoviy elementlar
Xujayra tarkibiga kiruvchi moddalar anorganik va organik moddalarga bulinadi. Anorganik moddalarga suv va mineral tuzlar, organik moddalarga esa oksillar, uglevodlar, lipidlar va nuklein kislotalar kiradi.Xujayra tarkibiga kiruvchi anorganik moddalar
Suv urta mikdorda xujayra massasining 80% ni tashkil kiladi (meduza xujayrasida 95% gacha, odam embrionida 90% gacha, yurak muskullarida 79% gacha, kari organizm xujayralarida 60% va tish emalida esa 10% gacha buladi). Suv- xar xil tukima va organlarda moddalar almashinuvi jarayoniga kura mikdor jixatdan uzgarib turadi. Masalan, odamning suyak tukimasida 20%, bosh miyada 85% gacha buladi. Xujayrada suv erkin va birikkan xolatda buladi. Erkin xolatdagi suv xujayradagi barcha suvning 95%ini tashkil kiladi. Fibrillyar tuzilmalar va ayrim oksillar bilan birikkan suv esa 4-5 %ni tashkil kiladi. Organizmda suvning 20%ini yukolishi ulimga olib keladi. Suv kupgina muxim funksiyalarni bajaradi:
-yukori kutbliligi xisobiga yaxshi universal erituvchi;
-xujayrada va organizmda issiklik muvozatini ushlab turadi; -organizm tukimalari urtasida issiklikni bir xil tarkatadi; -sitoplazmaning kolloid tizimida muxim rol uynaydi;
-turgor (osmotik) bosim xosil kilib, xujayra va tukimalar xajmini belgilaydi.
-xujayrada moddalarning transportini ta’minlaydi;
-xujayra tarkibiga kirib, (sitoplazmaning kupgina kismini tashkil kiladi);
Xujayraning fizik xossalari uning xajmi, tarangligi suvga boglik. Suvning uziga xos fizik-kimyoviy xossasi uning molekulasi ikki kutbli bipolyar bulishidan kelib chikadi. Bunday struktura suv molekulalarining uzaro va boshka molekulalarning elektromanfiy atomlari bilan kuplab vodorod boglar orkali boglanishiga olib keladi. Suv molekulasi kutbliligi tufayli xujayrada juda kup molekulalar u bilan elektrostatik ta’sir etadi yoki vodorod boglar orkali birikadi. Suv molekulalari bir-birlari bilan vodorod boglari xosil kilish xususiyatiga ega. Vodorod boglari mustaxkamligiga karab kovalent boglardan taxminan 20 marta kuchsiz buladi. SHu xisobiga ular suv buglanishi jarayonida engil parchalanadi.
Suv molekulalari yukori kutbliligi xisobiga mavjud eritmalar ichida eng yaxshisi xisoblanadi. Suvda yaxshi eriydigan moddalar gidrofillar deb nomlanib, ularga kupchilik kristall tuzlar, bir kator organik moddalar - spirtlar, shakar, ayrim oksillar (albuminlar, gistonlar) kiradi. Suvda yomon eriydigan yoki umuman erimaydigan moddalar gidrofoblar deyilib, ularga yoglar, nuklein kislotalar va ayrim oksillar (globulinlar, fibrilyar oksillar) misol buladi. Suvning yukori issiklik xajmliligi ya’ni uz xaroratini juda kam darajada yoki minimal darajada uzgarishida xam issiklikni yutishi, uni xujayra va organizm issiklik muvozanatini ushlab turuvchi ideal suyuklik kiladi. Masalan, suvning buglanishi uchun kup issiklik sarflanadi. Organizm terlash xisobiga kup suv buglantirib, uzini isib ketishdan ximoyalaydi. Suv yukori darajada issiklik utkazuvchanlik xususiyatiga ega. SHu xisobiga organizm tukimalari urtasida issiklikni teng taksimlash imkoniyatini ta’minlaydi. Suv dispersion muxit sifatida sitoplazmaning kolloid sistemasida muxim rol uynaydi. SHu xisobiga kupchilik makromolekulalar strukturasini va funksional faolligini belgilaydi, kimyoviy reaksiyalar kechishi uchun asosiy muxit xisoblanadi, xamda organik moddalar sintez va parchalanish reaksiyalarda bevosita ishtirok etadi. Suv xujayralar va organizmda (diffuziya, kon aylanish) moddalarning tashilishini ta’minlaydi. Suv amalda sikilmasligi xisobiga turgor bosim xosil kilib, xujayra va tukimalarning xajmi va tarangligini ta’minlaydi.
Anorganik ionlar xujayra xayot faoliyatida muxim rol uynaydi. Bular mineral tuzlarning kationlari (K+, Na+, Ca2+, Mg2+, NH3) va anionlaridir (Cl-, HPO4 2-, H2PO4 -, HCO3 - , NO3-). Xujayrada va uning tashki muxitida ularning konsentratsiyasi bir xil emas. Masalan, xujayra ichida K+ va yirik organik ionlar kup buladi, xujayralararo suyukligida esa Na+ va Cl- kup buladi. Buning xisobiga xujayra membranasining tashki va ichki zaryadlarida fark yuzaga keladi. SHu xisobiga ular urtasida potensiallar xilma-xilligi yuzaga kelib, nerv va muskullar uchun muxim bulgan jarayon - kuzgalishlar uzatilishini ta’minlaydi. Xujayradagi ionlar xujayra ichki muxiti va uni urab turgan eritma reaksiyalari doimiyligini ushlab turishda muxim rol uynaydi, ya’ni bufer sistemalarining komponenti xisoblanadi. Sutemizuvchilar bufer sistemalarining eng muximlari - fosfat va bikarbonat bufer sistemalaridir.
Fosfat bufer sistemalari H2PO4- va HPO4 2- dan iborat bulib, ular xujayra ichi suyukligi pH muxitini 6,9-7,4 da ushlab turadi. Xujayra tashkarisi muxitining (kon plazmasi) asosiy bufer sistemasi bulib H2CO3 va HCO3- dan iborat bufer sistema xisoblanadi. U xujayra oralik pH muxitini 7,4 darajada ushlab turadi.
Azot, fosfor, kalsiy va boshka anorganik moddalarning birikmalari organik molekulalar (aminokislotalar, oksillar, nuklein kislotalar va boshkalar) sintezi uchun kurilish materiali manbai bulib xizmat kiladi xamda xujayralar va organizmning bir kator tayanch strukturalari tarkibiga kiradi.
Tirik organizmlarda anorganik kislotalar va ularning tuzlari funksiyalari xam katta axamiyatga ega. Masalan, xlorid kislota xayvonlar va odamning oshkozon shirasi tarkibiga kirib, ozik-ovkat maxsulotlar tarkibidagi oksillar xazm bulish jarayonini tezlashtiradi. Sulfat kislota koldigi suvda erimaydigan yot moddalarga birikib, ularga eruvchanlik xususiyatini berib, organizmdan chikib ketishiga imkoniyat yaratadi.
Azotli va fosforli kislotalarning anorganik natriyli va kaliyli tuzlari xamda sulfat kislotaning kalsiyli tuzlari usimliklarning mineral oziklanishida muxim komponent xisoblanadi. SHu sababli ularni ugit sifatida tuprokka aralashtiriladi. Kalsiy va fosfor tuzlari xayvonlarning suyak tukimalari tarkibiga kiradi.
Organik moddalar
Xujayraning tarkibiga xilma-xil organik moddalar: oksillar, uglevodlar, lipidlar, nuklein kislotalar va boshkalar kiradi. Organik kislotalar asosini uglerod atomlari tashkil kilib, ular bir-biri bilan mustaxkam kovalent boglari xosil kilib, xilma-xil shakldagi organik moddalarning karkaslarini xosil kiladi. Molekulyar massasi va strukturalariga karab kuyi molekulyar organik molekulalar-monomerlar va yirik makromolekulalar-polimerlarni xosil kiladilar. Monomerlar polimerlar uchun kurilish bloki bulib xizmat kiladi. SHu xisobiga polimerlar juda kup monomerlar zvenosining chizikli yoki tarmoklangan kurinishdagi zanjirlari xisoblanadi. Bir xil turdagi monomerlardan tashkil topgan polimerlar gomopolimerlar, xar xil monomerlardan tashkil topganlari esa geteropolimerlar xisoblanadi.
Biopolimerlarning xossasi uni xosil kiluvchi monomerlar soni, tarkibi va joylashish tartibiga boglik buladi. Polimer strukturasida monomerlar tarkibi va ketma-ketligini uzgartirish imkoniyati biologik makromolekulalarning xar xil sondagi va xilma-xil xossali variantlarini xosil kilish asosida yotadi. Bu prinsip tirik organizmlar xilma-xilligini tushunishda muxim rol uynaydi.
Oksillar
Xujayra tarkibiga kiruvchi organik birikmalar ichida oksil eng kup sonli va juda xilma xil sinflarni xosil kiladi. Oksillar - biologik geteropolimerlar bulib, ularning monomeri aminokislotalardir, barcha aminokislotalar kamida bitta amin guruxi (-NH2) va karboksil guruxiga (-SOON) ega bulib ularning tuzilishi va fizik-kimyoviy xossalari radikaliga karab farklanadi.
Aminokislotalar bir birlari bilan kovalent peptid boglar yordamida uzaro boglanib xar xil uzunlikdagi polipeptidlarni xosil kiladi. Peptidlar uz tarkibida bir necha aminokislotalardan bir necha unlab, yuzlab aminokislotalarni saklab organizmda erkin shaklda mavjud buladi va yukori biologik faollikka ega. Ularga bir kator gormonlar (oksitotsin, adrenokortikotrop gormoni), ayrim toksik zaxarli moddalar (masalan, zamburuglar organizmidagi aminitin) xamda bir kancha antibiotiklar va mikroorganizmlarning xosilalari kiradi.
Oksillar yukori molekulyar peptidlar bulib, ularning tarkibiga yuztadan bir necha mingtagacha aminokislotalar kiradi. Organizm oksillari fakat aminokislotalardan tashkil topgan oddiy oksillardan, tarkibida aminokislotadan tashkari xar xil kimyoviy tabiatga ega bulgan prostetik guruxlarni saklovchi murakkab oksillar kiradi. Masalan, lipoproteinlar tarkibiga lipid komponentlari, glikoproteinlar tarkibiga esa uglevod komponentlari, fosfoproteinlar tarkibiga esa bitta yoki bir necha fosfat guruxi kiradi, metalloproteinlar esa uz tarkibiga xar xil metallarni saklaydi, nukleoproteinlar nuklein kislotalarni saklaydi. Prostetik guruxlar oksil tomonidan uzining biologik funksiyalarini bajarishda muxim rol uynaydi.
Oksillar bir birlaridan birinchi navbatda aminokislotalar soni, ketma-ketligi va tarkibi bilan fark kiladi. Polipeptid zanjir tarkibida aminokislotalarning ketma ket joylashuvi oksilning birlamchi strukturasini xosil kiladi, u DNK molekulasining ma’lum bir kismidagi bulajak oksil strukturasini belgilovchi nukleotidlar ketma - ketligi bilan belgilanadi. Xar kanday oksilning birlamchi strukturasi muxim bulib, u oksilning shaklini, xossasini va funksiyasini belgilaydi. Oksil molekulalari xar xil konformatsiyalarda bulishi mumkin. Oksil molekulalarining ikkilamchi, uchlamchi va turtlamchi strukturalari tafovut kilinadi
Kupchilik oksillarning ikkilamchi strukturasi spiral kurinishga ega bulib, polipeptid zanjiridagi xar xil aminokislota koldiklarining -SO- va NH- guruxlari urtasidagi xosil buladigan vodorod boglari natijasida yuzaga keladi.
Oksilning uchlamchi strukturasi Yumoloq yoki globula shaklida bulib, oksil molekulalarining murakkab taxlanishi natijasida xosil buladi. Xar bir oksil turi uchun maxsus globulalar shakli xarakterli. Uchlamchi strukturaning mustaxkamligi aminokislota radikallari urtasidagi xilma-xil (disulfid, ion, gidrofob) boglar xisobiga ta’minlanadi.
Ayrim oksillar turtlamchi strukturaga ega bulib, ular bir nechta uchlamchi strukturalarni uzaro bir-birlari bilan kovalent bulmagan: ion, vodorod va gidrofob boglar bilan ushlab turuvchi murakkab kompleks xosil kiladi (masalan, gemoglobin oksili turtta globuladan iborat) (38-rasm).
Nativ oksilning maxsus tuzilishi xossalari va biologik faolligining buzilishiga denaturatsiya deyiladi. Denaturatsiya kaytar va kaytmas bulishi mumkin. Kaytar denaturatsiyada oksilning turtlamchi uchlamchi yoki ikkilamchi strukturasi buziladi. Bu kaytar jarayon bulib ikkilamchi, uchlamchi, turtlamchi oksil strukturalari kayta tiklanadi ya’ni renaturatsiya yuzaga keladi. Kaytmas denaturatsiyada oksilning birlamchi strukturasi tarkibidagi peptid boglari uzilishi xisobiga kayta tiklanish bulmaydi.
Oksillarning denaturatsiyasi kimyoviy ta’sirlar, yukori xarorat (450 S dan yukori) nurlanish yukori bosim va boshkalar ta’siri xisobiga yuzaga keladi. Oksil molekulalari konformatsiyasining uzgarishi bir kator funksiyalar (signal, antigen xossalari va boshkalar) asosida yotadi.
Oksillar organizmda juda xilma-xil muxim funksiyalarni bajaradi. Masalan, katalitik yoki fermentativ funksiya, fermentlar organizmda kechadigan biokimyoviy reaksiyalar tezligini kuchaytiruvchi biokataliza- torlar xisoblanadi. Fermentlar yukori maxsuslikga ega bulib, xar bir ferment ma’lum bir tipdagi reaksiyani katalizlaydi. Bunda substrat moleklalarining ma’lum turlari ishtirok etadi.
Fermentning maxsusligi uning faol markazi tuzilishining bitta yoki bir nechta substratlar strukturalariga mos kelishining uziga xosligi
bilan belgilanadi. Reaksiya jarayonida ferment substratni biriktirib, ketma-ketlikda uning tuzilishini uzgartirishi xisobiga bir kator oralik molekulalar xosil kilish xisobiga reaksiya oxirgi maxsulotlarini paydo bulishiga olib keladi. Fermentning faolligi bir kator omillarga - xarorat, muxit reaksiyasi va bir kator moddalarning (masalan, koferment bulib xizmat kiluvchi vitaminlarning) bor yoki yukligiga boglik.Oksillar energetik funksiya xam bajaradi, 1 gr. oksil parchalanganda 17,6 kDj energiya ajraladi.
Ayrim oksillarning bajaradigan funksiyalari
Uglevodlar
Uglevodlar uz nomidan kurinib turibdiki, u uglerod birikmalari va suvdan iborat; uning umumiy formulasi ^(H2O)n. Xayvon xujayralarida uglevodlar 1-5 %, usimlik xujayralarida esa 70 % gacha buladi. Uglevodlarning 3 ta asosiy sinflari tafovut kilinadi: monosaxaridlar, oligosaxaridlar va polisaxaridlar, ular monomerlar soni bilan bir-biridan fark kiladi.
Monosaxaridlar - rangsiz, kattik kristall modda bulib, suuvda yaxshi eriydi, ammo kutbsiz erituvchilarda erimaydi. Monosaxaridlar shirin ta’mga ega. Tarkibidagi uglerod atomlari soniga karab monosaxarid- larning trioza, tetroza, pentoza, geksoza va geptoza guruxlari mavjud. SHular ichidan tabiatda keng tarkalgani geksozalar (glyukoza, fruktoza) bulib, ular xujayraning asosiy energiya manbai xisoblanadi (1 gr. glyukozaning tulik parchalanishi xisobiga 17,6 kDj energiya ajraladi) va pentozalar (riboza. dezoksiriboza), ular nuklein kislotalar tarkibiga kiradi.
Monosaxaridlarning bir-biri bilan ikki yoki bir nechta kovalent boglangan glikozid boglari yordamida di yoki oligosaxaridlar xosil buladi. Disaxaridlar xam tabiatda keng tarkalgan: eng kup uchraydigani maltoza bulib, u ikki molekula glyukozadan iborat; laktoza galaktoza va glyukozadan iborat, u sutning tarkibiga kiradi; saxaroza fruktoza va glyukozadan iborat. Disaxaridlar, monosaxaridlar kabi suvda eruvchan va shirin ta’mga ega.
Polisaxaridlar juda kup sondagi monosaxaridlardan iborat va katta molekulyar massaga ega. Ular shirin ta’mga ega emas va suvda erish xusu- siyati yuk. Polisaxaridlar biopolimerlar bulib, tirik organizmlar tarkibiga kiradi. Eng keng tarkalgan glyukozaning polimeri kraxmal va glikogen bulib, usimlik va xayvon xujayralarida (40-rasm) energiyani zaxiralash uchun ishlatiladi xamda sellyuloza va xitin usimlik, zamburug- lar va xayvonlarning koplovchi tuzilmalari mustaxkamligini ta’min- laydi.
Ayrim uglevodlar, lipidlar va oksillar bilan komplekslar xosil kilish xususiyatiga ega. SHu xisobiga glikolipidlar va glikoproteinlar kabi murakkab uglevodlar shakllanadi. Kupchilik membrana va xujayra ajratadigan oksillari glikoproteinlarga kiradi.
rasm. Jigar xujayralarida glikogen donachalari. Usimlik xujayrasidagi uglevodlar.
Uglevodlarning biologik axamiyatlari ular xujayra tomonidan xar xil shakldagi faollikni amalga oshirish zarur bulgan kuchli energiya manbai bulib xisoblanadi.
Polisaxaridlar energiya xajmli monosaxaridlarni jamgarishning kulay shaklidir, xamda xayvonlar, usimliklar, mikroorganizmlar xujayra va tukimalarining almashtirib bulmaydigan ximoya va tuzilmaviy tarkibi xisoblanadi. Ayrim polisaxaridlar xujayra membranasi tarkibiga kiradi va xujayralar bir-birini tanishini xamda uzaro ta’sirini ta’minlovchi retseptorlar bulib xizmat kiladi.
Lipidlar
Lipidlar organik moddalar bulib, suvda erimaydi, ammo kutbsiz erituvchilar - efir, xloroform, benzolda eriydi. Ular deyarli xamma xujayralarda uchraydi. Maxsus biologik funksiyalarga kura bir necha sinflarga bulinadi. Tirik tabiat tarkibida keng tarkalganlari neytral yoglar yoki triatsilglitserinlar, mumlar, fosfolipidlar, sterollar xisoblanadi. Xar xil xujayralarda lipidlar mikdori bir xil emas, 2-3 % dan 50-90 % gacha asosan usimliklarning urugi xujayralari xayvonlarning yog tukima xujayralarida buladi.
Kupchilik lipidlarning tuzilish komponenti bulib, yog kislotalar xisoblanadi. Ularning molekulalari 2 ta kismga ega. Bittasi gidrofob xarakter va karboksil guruxga ega bulgan uzun zanjirli uglevodorodli “dum” va gidrofil kismga ega. YOg kislotalari kimmatbaxo energiya manbai xisoblanadi. 1gr. yog kislotasi oksidlanishi xisobiga 38 kDj energiya ajraladi. ATF lar soni esa glyukoza parchalanishi natijasida xosil buladigan ATF ga nisbatan ikki xissa kup buladi.
YOglar - eng oddiy va keng tarkalgan lipidlar bulib, ular uch atom spirtning (glitserin) efiri va uch molekula yog kislotasidan iborat. YOglar xujayradagi lipidlarni zaxiralash uning asosiy shakli xisoblanadi. Umurtkali xayvonlarda xujayralarning tinch xolatda talab kiladigan energiyasiyaning yarmi yoglarning oksidlanishi natijasida xosil buladi. YOglar suv manbai sifatida xam ishlatiladi (1 gr. yog parchalanganda 1,1 gr. suv xosil buladi). Bu ayniksa erkin suv tankis bulgan arktik va chul sharoitida yashaydigan xayvonlar uchun axamiyatli. Kupchilik sutemizuvchilarning terisining ostida kalin teriosti yog katlami buladi. U past issiklik utkazish xossasiga ega bulganligi xisobiga organizmni sovib ketishidan ximoya kiladi.
Mumlar murakkab efirlar bulib, yog kislotalari va kup atomli spirtlardan xosil buladi. Umurtkali xayvonlarda mum terining bezlaridan ajraladi. U teri va uning xosilalari (soch, yung, patlar) yuzasini koplab, ularni yumshatadi va suv ta’siridan ximoyalaydi. Kupchilik usimliklarning bargi va mevasi ximoyalovchi mum katlami bilan koplangan.