NUKLEIN KISLOTALAR KIMYOSI, ULARNING TUZILISHI VA AHAMIYATI Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

ISSN 2223-4047

Вестник магистратуры. 2021. № 2-1 (113)

Х

И

М

И

Ч

Е

С

К

И

Е

ТЕХНОЛОГИИ

УДК 62

Z.A. Saidmurodova, D.A. Toshmurodov NUKLEIN KISLOTALAR KIMYOSI, ULARNING TUZILISHI VA AHAMIYATI

Nuklein kislotalar kimyosi, tirik organizmdagi ahamiyati

Kalif so'z: makromolekulalar, funksiylari, ahamiyati, tuzilishi,xos-

salari.

Tirik organizm tarkibiga kiruvchi molekulalar orasida organik moddalar ko'proq boladi. Organik birikma-larning molekulalari har xil bo'lib, ko'pchiligi juda murakkabdir. Ulardan biri tirik hujayra uchun qurilish materiali bo'lib xizmat qilsa, boshqasi hujayrani funksional ishlashi uchun energiya bilan taminlaydi, uchinchisi esa hujay-rada kechadigan reaksiyalarni boshqarishda muhim rol oynaydi.

Juda murrakkab organik molekulalar qatoriga uglevodlar, lipidlar, oqsillar va nuklein kislotalarni kiritish mumkin. Bu molekulalar yirik makromolekulalar hisoblanadi. Bu makromolekulalarning har birining o'ziga xos tuzilish va funksiyalarga ega bo'ladilar.

Karbonsuvlar va lipidlar hayotning barcha formalari uchun asosiy kimyoviy energiya manbai bolib xizmat qiladi. Oqsillar tirik hujayraning tuzilish elementlari bolib, yana ular katalizator sifatida va hujayralararo jarayonni boshqarishda katta ahamiyatga ega. Nuklein kislotalar nasliy axborotlarni saqlashda, uzatishda birlamchi rol oynaydi va maxsus oqsillar hamda boshqa moddalar sintezida juda keraklidir. Murakkab makromolekulalar juda ko'p sonli oddiy molekulalardan tuzilgan, nisbatan uncha katta bolmagan molekulalar qurilish materiallari bolib xizmat qiladi va bir-birlari bilan uzun zanjirlar orqali birikkan boladi. Oqsil nomi tuxum oqi nomidan kelib chiqqan sodda atama. Oqsillar haqida XIX asrning ikkinchi yarmida va XX asrning birinchi choragida olingan malumotlar, asosan, gidroliz qilish yoli bilan ular tarkibiga kiradigan aminokislotalarni aniqlash va songra oqsil tarkibida peptid shaklida boglanishni belgilash bilan chegaralanadi. Oqsillar biologiyasi soxasidagi bu boshlangich malumotlarni olishda mashhur rus olimi A.Y. Danilevskiy (1838-1923), nemis olimi Emil Fisherning (1852 - 1919) tadqiqotlari katta axamiyatga ega boldi. Nuklein kislotalarni birinchi bo'lib, yangi biologik modda sifatida 1868-yilda shvetsariyalik biolog olim Fridrix Misher tomonidan kashf qilingan. U yiringlash jarayoni sababchisi bo'lgan qon elementi leykositlar yadrosidan ajratib olingan fosforga boy birikmaga "nuklein'', deb nom bergan. Nuklein kislotalar tarkibida fosfat kislota qoldig'i bo'lgani uchun kislota nomi berilgan. 1891-yilda nemis olimi Kossel nuklein kislotani gidrolizlab, uning 3 xil kompanentdan iborat ekanligini aniqladi. Triplet Krik ifodasiga ko'ra kodon deb nomlangan.

1953-yilda Gamov (AQSh) genetik kod 3 ta nukleotid to'plamdan (triplet koddan) tashkil topgan bo'lishi kerak, degan g'oyani ilgari surdi. Haqiqatdan ham, bunda 4 xil nukleotid yordamida 64 ta kombinatsiya hosil qilish mumkin. 1961-yil boshlarida ingliz olimi Krik genetik kod muammosining matematik analiziga asoslanib, kod

© Saidmurodova Z.A., Toshmurodov D.A., 2021.

ISSN 2223-4047

Вестник магистратуры. 2021. № 2-1 (IIS)

haqiqatda ham tripletli xarakterga ega, degan xulosaga kelgan. ХХ asrning 2-yarmida ko'plab mamlakatlarda o'limga sababchi bo'lgan turli yuqumli kasalliklar (vabo, o'lat, chechak) yo'qotildi. Ammo keyingi vaqtda yuqumli kasalliklar kamaygan bo'lsa, rak, yurak-qon tomir sistemalarining jarohatlanishi, moddalar almashinuvi, ruhiy va nasliy (irsiy) kabi kasalliklar juda ham ko'payib bormoqda. Тirik sistemalarning strukturaviy tuzilishi, funksiyasi mukammal o'rganilgandagina, kasalliklarning tabiati to'g'ri aniqlanib, davolanadi hamda kasalliklarn-ing oldini olish mumkin bo'ladi.

Nuklein kislotalar yuqori molekulali birikmalardir. Nuklein kislotalar boshqa polimerlarga xos boimagan qator muhim biologik funksiyalarni bajaradilar, ulaming asosiylari quyidagilar: irsiy axborotning saqlanishi va o'tkazilishini ta'minlash, hujayra-barcha oqsillari sintezini programmalash orqali axborotni o'tkazish mexaniz-mida bevosita ishtirok etadi. Nuklein kislotalami Struktur tarkibiy qismlari kofaktor, allosterik effektor vazifasini bajarib, kofermentlar tarkibida, modda almashinuvida, energiyani hosil boiishi, o'tkazilishida, saqlanishida bevosita ishtirok etadi. Ikki xil nuklein kislota - DNK I(dezoksiribonuklein) va RNK (ribonuklein) tafovut qilinadi. Odam hujayralaridagi DNK molekulalarining uzunligi bir necha santimetrdir. Har bir xromosoma DNKsi nihoyat darajada katta bo'lgan bir molekuladan yoki kamgina sondagi shunday molekulalardan iborat bo'lishi mumkin. Odamning 23 juft xromosomalaridagi DNKning umumiy uzunligi taxminan 1,5 mga teng. RNK molekulalari kal-taroqdir: ulaming uzunligi odatda O.Ö1 mmdan ortmaydi.

DNK asosan hujayra yadrosida, xromatin tarkibida bo'ladi. Mitoxondriyalarda DNK oz miqdorda bo'ladi. RNK hujayraning hamma qismlarida bo'ladi va u hujayra umumiy massasini 5-10% ini tashkil etadi. Nuklein kislotaiar nukleotidlaming polimerlaridir. Nukleotidlar uch tarkibiy qismdan - pirimidin yoki purin asosi, pentoza va fosfat kislotadan tuzilgan. Purin va pirimidin tuzilishining asosida 2 ta aromatik geterotsiklik birikmalar - purin va pirimidin yotadi. Purin molekulasi ikkita kondensirlangan halqa - pirimidin va imidazoldan tarkib topgan. Aso-siy pirimidin asoslaridan tashqari nuklein kislotalar tarkibida minor pirimidin asoslar: metil- va oksimetilsitozin, digidrouronil, psevdouridin, 1-metiluronil va boshqalar uchraydi. TRNK tnolekulasida 10% gacha minor asoslar uchraydi, ular fiziologik ahamiyatga ega

bo'lib, RNK molekulasini - gidrolitik fermentlar ta'siridan himoya qiladi. DNK va RNK makromolekulas-ining fazoviy tuzilishida nukleotidlarning ketma-ket joylashishi 1-lamchi strukturani hosil qiladi. Ularning spiral hosil qilishi 2-lamchi va 3-lamchi strukturasiga bog'liq.

DNK tarkibidagi nukleotidlarning o'zaro munosabati ma'lum qonuniyatlarga bo'ysunadi. Bu qonuni-yatlarni dastlab amerikalik olim Chargaff aniqlagan bolib, Chargaff qoidasi deb ataladi. Bu qoida quyidagicha:

Adeninning molyar miqdori timinning molyar miqdoriga yoki ularning nisbati 1 ga teng:

A = T yoki A/T = 1

2. DNK tarkibidagi guaninning molyar miqdori sitozinning molyar miqdoriga yoki ularning nisbati 1 ga

teng:

G=S yoki G/S = 1

3. DNKdagi purin asoslarining yig'indisi pirimidin asoslari yig'indisiga teng:

A+G= T+S yoki A+G/T+S=1

4. Purin va pirimidin asoslarining oltinchi uglerod atomidagi amin va keto gruppalari bir-biriga teng:

G+S = A+S yoki G+T/A+S = 1

5. DNK tarkibidagi guanin va sitozinning molyar konsentratsiyasi yig'indisining adenin va timinning molyar konsentratsiyasi yig'indisiga nisbatan G+S/ A+T o'zgaruvchan bo'ladi. Hayvonlar, o'simliklar va mikroor-ganizmlar DNK sidagi bu nisbat har xil bo'lganligi uchun u tur spetsifikligi koeffitsienti deb ataladi.

Ba'zi turlar DNK sidagi adenin bilan timinning yig'indisi guanin va sitozinning yig'indisidan ortiq yoki spetsifiklik koeffitsienti 1 dan kichik bo'ladi. Bunday DNK AT tipga kiradi. Boshqa turga kiradigan organizmlarda esa aksincha, guanin va sitozinning yig'indisi adenin bilan timinning yig'indisidan ortiq yoki spetsifiklik koeffitsienti 1 dan katta boladi. Bunday DNK GS tipga mansub boladi. Bazi nukleotidlar soni teng bolgan DNKlar ham uchraydi.

AT tipdagi DNK barcha hayvonlarga, o'simliklar va ko'pchilik mikroorganizmlarga xos. GS tipdagi DNK hayvonlar bilan yuksak o'simliklarda butunlay uchramaydi, ammo mikroorganizmlarda, ayniqsa bakteriyalarda keng tarqalgan.

Turli sistematik gruppalarga mansub bolgan organizmlar DNKsining nukleotidli tarkibi ozgarib turadi. Suv otlar, zamburuglar, ayniqsa bakteriyalarda spetsifiklik koeffitsienti 0,45 dan 1,80 gacha ozgaradi. DNKning spetsifiklik koeffitsienti sistematik belgilaridan bo'lib xizmat qiladi.

Chargaff qoidasiga kora, A=T, G=S, demak A+G=T+S, ya'ni purinli nukleotidlar soni pirimidinli nukleotidlar soniga teng. DNK nukleotid tarkibida shunday xususiyatga ega, bunday munosabatlar RNK ga xos emas. Mana shu qoidaga asoslanib, 1953-yilda Uotson va Krik DNK ning tuzilishi modelini yaratdi. Bu modelning asosiy xususiyatlari quyidagilardan iborat:

ISSN 2223-4047

BecmnuK Maeucmpamypu. 2021. № 2-1 (113)

DNK molekulasi antiparallel ravishda yo'nalgan va boshidan oxirigacha vodorod bog'lari bilan bir-biriga bog'langan ikkita polinukleotid zanjirlaridan tuzilgan (mononukleotidlarning har biri vodorod bog'lari hosil qi-lishda qatnashadi).

Zanjirlar orasidagi vodorod bog'lari bir zanjir adenin qoldig'ining ikkinchi zanjir timin qoldig'i bilan (AT jufti bilan) va bir zanjirning guanin qoldig'i ikkinchi zanjir sitozin qoldig'i (G...S jufti) ning o'ziga xos tarzda o'zaro ta'sir qilishi hisobiga hosil bo'ladi. DNK molekulasi bir zanjirning 1-lamchi strukturani 2-lamchi zanjir 1-lamchi strukturasiga komlementardir.

Ajratib olinib, tozalangan DNK va RNK maxsus sharoitda kislota (DNK) va ishqor (RNK) ta'sirida gidrolizlanadi. Ko'pincha gidrolizlanish polinukleotidlardagi fosfodoefir bog'larini uzadigan maxsus fermentlar nukleazalar ishtirokida bajariladi. Gidroliz natijasida nuklein kislotaning struktura monomerlari - azot asosi, pentoza va fosfat kislota qoldiqlaridan iborat bo'ladi. Nuklein kislota tarkibiga kiruvchi har bir nukleotid uchta birikmani o'z ichiga oladi: azot asoslari, monosaxarid pentoza, fosfat kislota qoldig'i. Nuklein kislotalarga ikkita pentoza kiradi: riboza va dezeksiriboza. Nuklein kislotalar tarkibidagi nukleotidlarga qaysi karbon suv kirishiga qarab ikki guruhga bo'linadi: dezoksiribonuklein kislotasi (DNK) va ribonuklein kislota (RNK).

Nuklein kislota tarkibida 5 ta azot asoslari aniqlangan bo'lib, shundan ikkitasi adenin va guanin barcha nuklein kislotalar tarkibiga kiradi, hamda purin birikmasining geterosiklik hosilasi hisoblanadi, shuning uchun ularni purin asoslari deb yuritiladi. Uchta azot asoslari uratsil, timin, sitozin pirimidin asoslari hisoblanib, olti a'zoli geterosiklik halqasida ikkita atom azot bor va primidin asoslari deb yuritiladi.

Nuklein kislotalar tarkibida A, S, G, U, T dan tashqari boshqa azot asoslari ham uchraydi. Ularning miqdori yuqorida ko'rsatilgan asoslarga nisbatan ancha kam. Shuning uchun ham ular kamdan-kam uchraydigan asoslar yoki minor asoslar deb ataladi.

Foydalanilgan adabiyotlar

1. R.A. Sobirova, O.A. Abrorov, F.X. Inoyatova, A.N.Aripov - biokimyo asoslari Toshkent - 2006

2. Abdullayeva Nasiba Xojaqulovna, "Biologik makromolekulalarni biofizik asoslari" Toshkent.

SAIDMURODOVA ZARIFA AZAMATOVNA -Samarqand tibbiyot instituts, Assistent Biologik kimyo kafedrasi.

TOSHMURODOV DOSTON ASATULLAYEVICH - Biokimyo fani o'qituvchisi.