Vitaminlar klasifikatsiyasi tuzilishi, funksiyasi

Moddalar almashinuvi.

Нujayra yoki organizmda sodir bo`ladigan, fermentlar tomonidan amalga oshiruvchi kimyoviy reaksiyalar va fizikaviy jarayonlar majmuasi metabolitik almashinuv yoki metabolizm deb ataladi.

Biz biokimyo fanining birinchi bo`limi bo`lmish statikada biomolekulalardan oqsillar, nuklein kislotalar, uglevodlar, lipidlar va boshqa moddalar guruhlari bilan tanishdik. Mazkur fanning dinamik qismida shu ko`rsatilgan makromolekulalarning alohida almashinuvi o`rganiladi. Ularning almashinuvi tashqi ko`rinishda alohida bo`lsa ham, lekin ular o`zaro zamon va makon orqali bog`lanib, bir butun metabolizmni tashkil qiladi.

Organizmda metabolitik jarayon bir butun, yaxlit tizim bo`lib, biomolekulalarning o`zaro, muayyan qonun asosidagi ta'siri natijasida hayot degan mo`jiza yaratildi. Shunday qilib, biokimyo fani biomolekulalar o`zaro munosabatlari-ning mantiqiy natijasi bo`lgan hayotiy jarayonlarni o`rganish bilan shug`ullanadi.

Modda almashinish qonuniyatlari odamlar va hayvonlardan tortib, to o`simlik va mikroorganizmlargacha xos bo`lgan tizimdir. Tirik organizmda sodir bo`ladigan hayotiy jarayonlar tashqi muhit bilan uzluksiz bog`langan holda bo`lib, bu murakkab tizim nozik, bir-biriga bog`liq bo`lgan mexanizmlar orqali boshqariladi. Organizmda modda almashinuvi va uning boshqariluvi fermentlarning bevosita yoki bilvosita ta'siri asosida amalga oshadi. Modda almashinuvi regulyatsiya va yangilanish asosidagi jarayon bo`lib, bu jarayon to`xtasa, hayot ham nihoyasiga yetadi. Modda almashinuvi turli xil fiziologik, fizikaviy va

kimyoviy tizimlarni o`z ichiga qamrab oladi.

Fiziologik jarayonlarga tashqi muhitdan organizmni oqsil, uglevod, lipid, mineral moddalar, suv, vitamin va boshqalar bilan ta'minlanishi va ularni qayta ishlanishi natijasida hosil bo`lgan mahsulotlardan foydalanish va chiqindilarni tashqariga chiqarish jarayonlari kiradi. Fizikaviy jarayonlarga sorbsiya, so`rilish, kabi turli xil harakatlar kiradi. Kimyoviy jarayonlar esa ozuqa moddalarning parchalanishi hamda organizm uchun zarur bo`lgan ashyolarning sintezlanishidan iborat.

Modda almashinuvining kimyoviy jarayonlari tashqi va oraliq qismlardan iborat. Tashqi almashinuv deyilganda moddalarning aksariyat, hujayradan tashqaridagi almashinuvi, fermentlar ishtirokidagi monomerlarga parchalanishi, ularni transmembranali ko`chirilishi va hokazolar tushuniladi.

Oraliq modda almashinuvi – hujayra ichidagi kimyoviy reaksiyalar orqali ozuqa komponentlarining parchalanishi, oksidlanishi va yana sintezlanishi bo`lib, bu jarayon metabolizm deyilib (metabole-almashinish, o`zgarish), o`z ichiga katabolizm va anobolizm jarayonlarini qamraydi. Xuddi shu oraliq moddalar jarayonini o`rganuvchi bo`lim dinamik biokimyo deyiladi.

Moddalarning oraliq almashinuvi metabolizm, hosil bo`lgan oraliq moddalar metabolitlar deb ataladi. Metabolizmning so`nggi mahsuloti sifatida СO₂, Н₂O, mochevina, siydik kislota va boshqa kichik organik molekulalar chegaralangan holda organizmdan tashqariga chiqariladi.

Organizmda kechadigan kimyoviy reaksiyalar juda ko`p va xilma-xil, mutanosib holda sodir bo`ladi. Kimyoviy reaksiyalar zanjiri metabolitik yo`llar yoki halqalar (sikllar) ni tashkil qilib, ularning har biri muayyan ma'lum vazifalarni bajaradi. Metabolizm bir-biriga teskari bo`lgan qismdan iborat. Bular katabolizm va anabolizmlardan tashkil topadi.

Katabolizm (yunoncha-pastga) jarayonida moddalar parchalanib, energiya ajralib chiqadi. Anabolizm (yunoncha-tepaga) jarayonida oddiy birikma-monomerlardan tortib hatto murakkab molekulalar va biopolimerlargacha sintezlanib, bu jarayon uchun energiya talab etiladi.

Energiya ajralishi natijasida katabolizm sodir bo`lib, ajralgan energiya qismlarga bo`linib, kichik ulushlardagi ATF shaklida to`planadi. Anabolik jarayonda energiyaning yutilishi sodir bo`lib, energiya manbai sifatida aksariyat, ATF xizmat qiladi. Demak, ATF katabolizm bilan anabolizm jarayonlarini bog`lovchi omildir.

Ozuqa moddalarning katabolizmi uch bosqichdan iborat. Birinchi bosqichda yuqori molekulali moddalar tarkibiy qismlarga parchalanadi. Jumladan, polisa-xaridlar geksozalar va pentozalargacha ajraladi. Ikkinchi bosqichda hosil bo`lgan birikmalar oddiyroq molekulalarga parchalanadi, uch atomli fosforlangan glitseraldegid-3-fosfatga, so`ng pirouzum kislota orqali atsetilkoenzim-A ga aylanib oksidlanadi. Ikkinchi bosqichda hosil bo`lgan molekulalar, uchinchi bosqichda katabolizmning umumiy yo`li bo`lgan oxirgi mahsulotlarga-CO₂ va suvga parchalanadi.

Anabolizm jarayoni ham bir necha bosqichdan iborat bo`lib, uning so`nggi bosqichida hosil bo`lgan birikmalar bu jarayonda shakllanadigan molekulalar-ning struktura bloki sifatida xizmat qiladi. Shunday qilib, katabolizm jarayoni-ning uchinchi bosqichida hosil bo`lgan birikmalar, anabolizm reaksiyalari uchun boshlang`ich mahsulot sifatida xizmat qiladi.

Katabolitik va anabolitik jarayonlarni bog`lovchi omillardan ATF bilan bir qatorda asosiy metabolitik yo`llar yoki halqalar (sikllar) hisoblanadi. Moddalarning parchalanishi va sintezini birlashtiruvchi sikllarni amfibiologik yo`llar deyiladi. Amfibiologik siklga misol qilib Kreps halqasini ko`rsatish mumkin (23-rasm).

Moddalar oksidlanib, СO₂ va suv hosil bo`lish jarayoni aksariyat, amfibiologik yo`llar orqali amalga oshadi.

parchalanishlar lizosomalarda, oqsillarning sintezi ribosomada o`tadi. Bu jarayonlarning kechishi uchun lozim bo`lgan substratlar, enzimlar, kofermentlar ham shu organellalarda yetarli miqdorda tayyor bo`ladilar.

Organizmda moddalar almashinuvi, energiya almashinuvini ham ta'minlaydi. Bu ikki jarayon bir-biri bilan uzviy bog`liq bo`lib, organizmning hayot faoliyatini belgilaydi. Tirik organizmda energiya almashinuvi termodinamika qoidalari asosida sodir bo`ladi. Termodinamikaning birinchi qonuniga asosan yopiq tizimdagi energiyaning fizikaviy o`zgarishi har doim bir xil bo`ladi.

Mazkur formula energiyaning o`zgarish va saqlanish qonunining ifodasidir.Demak, tabiatda yuz beradigan barcha jarayonlarda energiya hosil bo`lavermaydi va yo`q bo`lmaydi ham; u faqat bir turdan ikkinchisiga o`zgaradi, xolos.

Termodinamikaning ikkinchi qonuniga asosan energiya ikki holatda "erkin" foydali yoki foydasiz issiqlik sifatida tarqalib ketadigan shakllarda bo`lishi mumkin. Mazkur qonunga asosan energiya har qanday fizikaviy o`zgarishga yuz tutganda, u tarqalishga, ya'ni erkin energiyaning kamayishiga va entropiyaning ortib borishiga sababchi bo`ladi. Biologik jarayonlar ochiq tizim bo`lib, erkin energiyaga muhtojdir. Tirik hujayra erkin energiyani qabul qilmas ekan, u tezda noorganik tabiat bilan muvozanat holatiga kelib qoladi. Bu esa o`lim bilan barobardir. Tirik organizm noorganik tabiat bilan nomutanosiblikni, muvozanatsizlikni ushlab turadi. Bu holat erkin energiya hisobiga sodir bo`ladi.

Foydali ishga aylanishi mumkin bo`lgan energiya erkin energiya, foydali ishga aylanishi mumkin bo`lmagan energiya esa bog`langan yoki o`z qiymatini yo`qotgan energiya deyiladi. Bu har ikkala energiya o`rtasidagi farq haroratga bog`liq bo`lib, tizimning entropiya vazifasi hisoblanadi. Entropiya S harfi bilan ifodalanadi. U molekulaning ichki tabiati yoki unga xos bo`lgan tebranish, aylanish va ichki deformatsiya holatlariga bog`liq.

G-erkin energiya; H-umumiy energiya; T-harorat; S-entropiya. Reaksiya davomida erkin energiyaning o`zgarishi esa quyidagicha belgilanadi:

Agar G ning qiymati manfiy bo`lsa, V moddadagi erkin energiya A moddadagi erkin energiyadan kam bo`lganligini ko`rsatadi. Bu holatdagi reaksiya erkin energiya hisobiga o`z-o`zidan ketadigan ekzotermik yoki ekzergonik reaksiyalar deyiladi. Aksincha, G ning qiymati musbat bo`lsa, u vaqtda V moddadagi erkin energiya A moddadagiga nisbatan ko`p bo`ladi. Reaksiya energiya yutilishi hisobiga ketadi. Bunday jarayonlarni endotermik yoki endergonik reaksiyalar deyiladi.

Oksidlanish jarayonida hosil bo`lgan energiya issiqlik bo`lsa, organizm bunday shakldagi energiyadan foydalana olmaydi. Tirik organizmdagi kimyoviy energiya issiqlik energiyasiga aylanmasdan, har xil shakllarda hujayra ehtiyojiga qarab sarflanadi.