1-ma`ruza. 8s Mavzu. Nuklein kislotaning genetik roli. Reja

1-MA`RUZA. 8s

MAVZU. NUKLEIN KISLOTANING GENETIK ROLI.

REJA.

1. 
   Nuklein kislotalarning genetik roli. Irsiy axborot o’tish yo’llari.
   
2. 
   Molekulyar biologiyaning markaziy postulati. Oqsillar – tur va individual maxsuslikning asosi.
   
3. 
   Oqsil komponentlari va ularning biriktiradigan kimyoviy bog’lar. Oqsillarning asosiy biologik funkstiyalari.
   
4. 
   Oqsillarning strukturaviy darajalari.
   
5. 
   Oqsillarni ajratish va tozalash. Oqsillarning molekulyar og’irligini aniqlash usullari.
   
6. 
   Nuklein kislotalar: DNK va RNK ularning umumiy tavsifi. Nuklein kislotalarning tuzilishi. Purin va pirimidin asoslari. Uglevod komponentlari.
   
7. 
   Nukleozidlar, nukleotidlar.
   
8. 
   Nuklein kislotalarning birlamchi strukturasi. DNKning qo’sh spiral strukturasining kashf etilishi va komplementarlik prinstipining ochilishi. DNKning V-, A-, Z-simon shakllari. xalqasimon va superspiral DNK molekulalari.
   
9. 
   DNKning fizik-kimyoviy xususiyatlari. Nuklein kislotalarning denaturastiyasi. Xromatin tuzilishi.
   
10. 
    Ribonuklein kislotalar (RNK). Informastion, transport va ribosomal RNKlarning strukturasi, xususiyati va funkstiyalari.
    

Nuklein kislotalar yuqori molekulali biopolimerlar bo’lib, molekulyar massasi 250 dan 1,2.10⁵kDa atrofida bo’ladi. Ular tirik organizmda irsiy belgilarni saqlab, ularni avloddan-avlodga o’tkazishda bevosita ishtirok etib, kibernetik vazifani bajaradilar. 1869 yilda shvetsariyalik olim F.Misher tomonidan hujayra yadrosida nuklein kislotalar aniqlanganligi uchun nukleus (lotincha nucleys-yadro) deb atalgan. Tarkibidagi uglevodga qarab ular dezoksiribonuklein (DNK) va ribonuklein (RNK) kislotalariga bo’linadi.

Nuklein kislotalar organizmlarda hujayralarning deyarli hamma organoidlar tarkibida uchraydi. Yadroda DNK oqsil bilan birgalikda dezoksinukleoprotoeid (DNP) shaklida (umumiy massaning ~1% ni tashkil qiladi). Ularning mitoxondriyalarda, xloroplastlarda ham borligi aniqlangan. Yadroviy DNKda organizmning tur spetsifikligini belgilovchi genlarning asosini tashkil qilib, hujayra suyuqligida esa irsiy belgilarni ko’chiruvchi RNKlarni uchratish mumkin. Biologiya tarixida nuklein kislotalarning tadqiq qilinishi mazkur fanni tavsifiy sohadan eksperimental yo’nalishiga aylantirishida benihoya katta xizmat qildi. Nuklein kislotalarni tuzilishi va vazifalarini aniqlashda katta xizmat qilgan Nobelь mukofotiga sazovor bo’lgan olimlardan D,J,Uotson, F.Krik va M.Uilkins, hujayra tashqarisida DNK sintezini aniqlagan A.Kornberg, S.Ochao va genetik kodni ochgan M.Nirenberg, R.Xoli va X.Koranalarni ko’rsatish mumkin. Informatsiya RNKni va oqsil sintezini ribosomada aniqlashda xizmat qilgan rus olimlaridan akademiklar A.N.Belozerskiy va A.S.Spirinlardir.

Nuklein kislotalarining jahon miqyosida muntazam ravishda ilmiy jihatdan tadqiq qilinishi natijasida hozirgi kunda biologiya fanida molekulyar biologiya, gen muhandisligi va biotexnologiya sohalari shakllanib, bu yo’nalishlar asosida daktiloskopiya, transgen o’simlik, hayvonlar va klonlash usullari paydo bo’ldi. Mazkur yo’nalishlar faqat nazariy bo’lmasdan, balki tibbiyotda, qishloq ho’jaligida insonni ajablantiruvchi ilmiy ishlar qilinmoqda. Nuklein kislotalar tufayli biologiya fani kriminalistika va ijtimoiy-gumanitar fanlariga kirib, dastlabki yutuqlarga ega.

Nuklein kislotalarni fenol yordamida to’qimalardan ajratib olish usuli keng qo’llaniladi. Bu usul oqsillarni denoturatsiyaga uchratuvchi moddalar ishtirokida (dodeilsulfat natriy ta’sirida yoki yuqori harorat) olib boriladi. Bunda denotrutsiyaga uchragan oqsil fenol qismga, nuklein kislota esa suvga o’tadi. Keyin nuklein kislota etil spirti yordamida cho’kmaga cho’ktiriladi.

Oqsillar-azot tutuvchi makromolekulalardan tashkil topgan biopolimerlardir. Ular peptid bog’lari orqali bog’langan aminokislotalardan hosil bo’lib, proteinlar deb ataladi (protos–yunoncha birlamchi, muhim demakdir).

Tirik organizmlarning asosiy qismlarini oqsillar egallab, nam vazniga nisbatan 25 % ni, quruq og’irligini 45–50 % ini tashkil qiladi. Tarkibida 50– 59 % uglerod, 6,5 – 7,3 % vodorod, 15 – 18 % azot, 21 – 24 % kislorod va 2,5 % gacha oltingugurt tutadi. Ular tarkibida ba’zan fosfor ham uchraydi.

Oqsillar tarkibidagi azot miqdori doimiy bo’lib, o’rta hisobda 16% ni tashkil etadi. SHuning uchun ilmiy–tadqiqot izlanishlarida mahsulotlardagi oqsil tarkibidagi azot miqdoriga qarab aniqlanadi. Buning uchun oqsil tarkibidagi azot mikdorini 6,25 ga ko’paytiriladi.100% oqsil tarkibidagi azot 16 % ga teng, demak, 100 : 16  6,25.

Ayrim oqsillar tarkibida temir, mis, yod, marganets va boshqa elementlar uchraydi.

Oqsillar organizmning tarkibiy qismi bo’lib, hayotiy faoliyatlarda birinchi o’rinda turganliklari uchun jonzotlarning «qora ishchilari» deb nomlanadi. Ular tirik organizmda quyidagi vazifalarni bajaradilar:

• 
  Katalitik faol oqsillar fermentlar deb ataladi. Hujayrada sodir bo’ladigan kimyoviy jarayonlar aynan shu fermentlar ishtirokida amalga oshadi. Organizmdagi barcha fermentlar oqsillardir. Lekin, hamma oqsil ham ferment bo’la olmaydi.
  
• 
  Hujayra va umuman, butun organizmda sodir bo’ladigan modda almashinuvining boshqarilishi va integratsiyasi oqsil tabiatli gormonlar orqali amalga oshadi.
  
• 
  Hujayra membranasida joylashib har xil modda va ionlarni bir-birlaridan ajrata oladigan retseptorlar ham oqsillardir.
  
• 
  Oqsillar hujayra va to’qima membranalari orqali transport vazifasini bajaradi. Jumladan, gemoglobin kislorodni, qon zardobidagi alьbumin yog’larni, ayrim oqsillar esa mis, temir atomlarini, tsitoxrom esa elektronlarni kerakli joylarga yetkazishda xizmat qiladi.
  
• 
  Oqsillar organizm strukturasini shakllantirishda ishtirok etadi. Hujayra strukturasini tashkil qiluvchi organiodlarning asosiy qismi oqsillar bo’lib, ular yangilanishida ham oqsillar qurilish materiali sifatida ishtirok etadi. Strukturali oqsillarga hujayralarni birlashtiruvchi matriks sifatida xizmat qiluvchi kollogen va retikulinlar kiradi. Soch, tirnoq tarkibidagi mustaxkam kerotin ham oqsildan iborat.
  
• 
  Fermentlarning ingibitorlari endogen oqsillar bo’lib, ular ferment faolligini boshqaradilar.
  
• 
  Ayrim hujayra va organizmlarning qisqarishi va harakatlanishi ulardagi qisqaruvchanlik xususiyatiga ega bo’lgan oqsillarga bog’liq. Misol tariqasida, mushak to’qimalarining qisqarishida, mimoza o’simligining o’zgarishida aktin va miozin oqsillari ishtirok etadi. Ayrim hujayralarning harakat qilishiga tubulin oqsili sababchi bo’ladi. Ba’zi hujayralardagi xivchinlar, kipriklarning harakati ham oqsillarga bog’liq bo’lib, ular kimyoviy energiyani mexanik energiyaga aylantirib, shu sababdan hujayra, mushaklar qisqarib harakat qiladilar.
  
• 
  Oqsillarning ayrimlari toksik va zaharli xususiyatga ega. Ayrim hasharot, ilon va mikroorganizmlar boshqa organizmlar uchun zahar sifatida ta’sir qiluvchi oqsillarni sintezlaydi.
  
• 
  Antitela yoki immunoglobulin oqsillari organizmda himoya vazifasini bajaradilar. Ular suyaklardagi ilikda sintezlanadi. Tashqaridan hayvon organizmiga viruslar va mikroorganizmlar tomonidan kasal tarqatuvchi antigen yuborilsa, ular antitelalar bilan bog’lanib, antigen faolligini yo’q qilib, organizmni har doim himoya qiladi.
  
• 
  Genlarning faoliyat ko’rsatishida, ya’ni ekspressiyasida ham oqsillar bevosita ishtirok etadilar.
  
• 
  Oziq–ovqat va ularning zahiralari sifatida oqsillar xizmat qiladi. Jumladan, g’alla o’simliklarining tarkibidagi prolamin va glyutilenlar, parranda tuxumlari tarkibida mavjud bo’lgan ovalьbuminlar zahira oqsillaridir.
  

Oqsillar yuqoridagi vazifalari bilangina chegaralanmaydilar ularning vazifalari keng qamrovlidir. Oqsillarning nihoyatda xilma–xil vazifa bajarishi, ular kimyoviy tuzilishining murakkab ekanligidan darak beradi.

O’simliklarning barcha a’zolarida ham oqsillar bo’ladi. U dukkakli o’simliklar urug’ida ko’p bo’lib, vegetativ a’zolarida 5-15 % gacha bo’ladi.

Oqsillar yuqori molekulali kolloid birikma bo’lib, aminokislotalardan tashkil topgan. Protenogenli aminokislotalar oqsillarning strukturali bloklari yoki monomerlari sifatida L - qatoriga mansub  - aminokislotalar hisoblanadi. Aminokislota karbon kislotalari bo’lib, undagi bitta uglerod atomi amina va karboksil guruhlarini tutuvchi birikmalardir.

NH₂ guruhi hamma vaqt  uglerod atomidan o’rin olib, umumiy formulasi quyidagicha:

Bu formuladagi radikal o’rnida har xil funktsional guruhlar uchraydi. Aminokislotalar shu funktsional guruhlarga qarab bir–biridan farq qiladi. Hozirgi kunda 150 ga yaqin aminokislotalar aniqlanib, oqsillar tarkibida faqat ularning 20 xili uchraydi. SHuning uchun oqsil tarkibida uchraydigan aminokislotalarni protenogenlilar deyiladi. Aminokislotalarni qutblanishi va radikallari buyicha sinflarga ajratish mumkin.