Е. Б. Бабский, А. А. Зубков, Г. И. Косицкий, Б. И. Ходоров

Оқсиллар, нуклеин кислоталар ва модда алмашинувидаги баъзи процессларнинг физиологик аҳамияти
Бир организмнинг ва ҳар хил турга мансуб ҳайвонларнинг турли орган, тўқима, ҳужайраларида рўй берадиган химиявий ўзгаришлар бир хил эмас. Уларнинг физиологик аҳамияти ҳам турлича. Ҳужайра ва бутун организмнинг ҳаёт фаолиятида роль ўйнайдиган муайян хмиявий бирикмаларнинг ҳосил бўлиши — синтетик процесслар тирик организмлар ҳар хил турларининг турли тўқима, орган, ҳужайраларига ҳаммаси учун умумий ва фақат баъзилари учун ўзига хос процесслар ҳисобланади.
Турлар эволюцияси ва организмларнинг индивидуал ривожланиши морфологик ўзгаришлардагина эмас, функцияларнинг филогенези билан онтогенези заминидаги биохимиявий ўзгаришларда ҳам намоён бўлади (биохимиявий эволюция). Форма ҳосил бўлиш процесслари, яъни организмнинг ўсиши ва ривожланиши, ҳужайраларининг дифференциалланиши модда алмашинув процессларининг муайян йўналганлиги билан таърифланади. Ҳужайралар ядроси билан протоплазмасининг микроструктураларида, органеллаларида рўй берадиган молекуляр ва интрамолекуляр физик-химиявий процесслардаги тафовутлар уларнинг ҳаёт фаолият хусусиятларига, функцияларига чамбарчас боғлиқ.

Ҳужайралар ҳаётида — улардаги модда алмашинувида оқсиллар билан нуклеин кислоталарнинг биологик аҳамияти каттароқ. Ҳаетнинг бошка ҳамма белгилари шу моддаларга боғлиқ.

Сўнгги йилларда ҳужайралар ядроси билан протоплазмаси таркибидаги нуклеин кислоталарни ўрганиш катта илмий кашфиетларга олиб келди: организм оқсилларининг синтезланишида ва ирсий хоссаларнинг ўтишида нуклеин кислоталарнинг қандай аҳамияти борлиги аниқланди.
Хужайра ядросииинг нуклеин кислотаси — дезоксирибонуклеин кислота (ДНК) ва протоплазманинг нуклеин кислотаси — рибонуклеин кислота (РНК) ҳужаиранинг энг мураккаб макромолекулаларидир. Булар бирталай моионуклеотидлардан иборат булиб, полимерлар — полинуклеотидлар ҳисобланади. ДНК молекуласида камида 10 000 мононуклеотид бор. Моноиуклеотид молекуласииинг негизи фосфот кислота билан беш углеродли канд (ДНК молскуласнда дезоксирибоза ва РНК молекуласида рибозанинг навбатланувчи қолдиқларидан тузилган. Углевод қолдиқларига еи занжирларни ҳосил килувчи азотли асослар: аденин, гуанин, цитозин ва тимин (ДНҚ молекуласида) ёки аденин, цитозин ва урацил (РНК молекуласида) бириккан. Мононуклеотидда шу турт асоснинг ҳар хил комбинацияларидан полинуклеотидларнинг жуда турпитуман структуралари вужудга келади. Крик билан Уотсоннинг рентгнено структура тадкикотлари (рентген нурларининг диффракциясини текшириш) шуни курсатдики, ДНК мояекулалари бир-бирига чирмашадиган ва шу тариқа қушалоқ снирал ҳосил қиладиган иккита узунчоқ занжирдан иборат. ДНК структураси тирик организмларнинг ҳар бир тури учун специфик бўлади.
ДНК молекуласининг тузилиши РНК структурасини белгилаб беради; бу бирикманинг структураси эса ҳужайралар протоплазмасида синтезланадиган оқсил молекулаларининг тузилишиии, яъни оқсил таркибига кирадиган аминокислоталарнинг жойлашув тартибини белгилаб беради. ДНК нинг ролини иморат лойиҳасини тузиб берадигаи архитекторнинг ролига, РНК нинг ролини эса айрим ғиштлардан иморат қурувчи бинокор инженернинг ишига тенглаштиришади.
Кўпчилик биологлар ДНК га генетик ахборот эгаси, яъни ўз структураси билан организмнинг ирсий хоссаларини белгилаб берадиган модда деб қарашади. Ирсий хоссалар ДНК молекуласидаги асосларнинг жойлашув тартибида кодланган; ривожланаётган эмбрион органларининг ҳужайраларида оксиллар ва ферментлар синтезининг ирсиятда мустаҳкамланиб ҳолган хусусиятлари ДНК молекуласидаги асосларнинг жойлашув тартибига боғлиқ.
Бу тадқиҳотлар К. А. Тимирязев ва бошка таникли биологлар орзу килганидек «органик формаларни ясаш» мумкин бўладиган замонии якинлаштирмоқда Ҳозирнинг ўзидаеқ бактерияларнинг бир штамидан иккинчисига ДНК кўчириб, бир штамни иккинчисига, яъни бир турчани иккинчи турчага айлантириш мумкин бўлиб қолди.


Оқсиллар (ёки протеинлар) энг мураккаб химиявий бирикмалар бўлиб, 20 турли аминокислоталарнинг турли комбинацияларидан таркиб топган полимерлардир. Оқсиллар биосинтези нуклеин кислоталарнинг бевосита йўналтирувчи иштирокида рўй беради, нуклеин кислоталар айрим аминокислоталардан оқсил молекуласини йиғадиган «каркао вазифасини ўтовчи қолип, андазага ўхшайди. Нуклеин кислоталардаги структура компонентларининг генезга алоқадор бўлган ҳар хил комбинациялари ҳужайраларда оқсиллар синтезини белгилаб беради; турли организмлар ва уларнинг ҳар хил орган, тўқималари молекуляр тузилиш жиҳатдан сонсаноқсиз оқсилларни ҳосил қилади.

Ҳар хил турларга мансуб ҳайвонларнинг ва бир турга мансуб индивидларнинг, шунингдек бир иидивиддаги турли орган ва тўқималарнинг оқсиллари фарқ қилади, Шунинг учун ҳужаира оксилларининг тур, индивид, орган ва тўқималарга оид спецификлиги ҳақида сўзлашади. Бир турли ҳайвон қонига иккинчи турли ҳайвон оқсилларини юбориш организм учун бефарқ бўлмай, турли реакциялар рўй бериши (иммунжисмлар — антителолар ҳосил бўлиши, анафилактик реакциялар ва шунгаўхшашлар — >Лбеш оқсилларнинг турга оид спецификлиги билан боғланган. Ёт оқсиллар табиий ҳолид. яъни махсус обработкадан ўтказилмай организмга юборилса, кўпинча у оғир аҳволга тушиб, ҳатто ҳалок бўлиши мумкиц. Шу сабабли ҳайвондан одамга қон ёки унинг плазмасини олиб қуйиш мумкин эмас. Ҳар хил турларга мансуб ҳайвонларнинг оқсиллари биологик жиҳатдан ўзаро мос келмагани учун уларнинг органларини биридан иккинчисига олиб ўтказиш муваффақиятсиз чиқмоқда. Гетеротрансплаитация деб аталадиган бунда операцияларда орган кўчириб ўтказилгач яшаб кетмай, қисқа вақтдан кеиин нобуд бўлади. Бир турдаги турли организмлар оқсилларининг индивидуал спецификлиги унчалик яққол кўринмайди. Аммо бир турга мансуб икки ҳаивоннинг биридан иккинчисига органлар кўчириб ўтқазишнинг муваффақиятсиз чиқиши оқсилларнинг худди шу индивидуал спецификлигига боғлиқ. Гомотрансплантация деб аталадиган бундай операцияларда кўчириб ўтқазилган орган, яъни трансплантат аксари сурилиб кетади ёки ҳалок бўлади.

Орган ёки тўқималарга доир спецификлик ҳар хил орган ва тўқималарнинг оксилларида уз ифодасини топади. Масалан, организмнинг юксак даражада дифференциалланган, муайян функцияларни бажаришга мослашган ҳужайраларида худди шу ҳужайрага характерли, специфик оқсиллар вужудга кслади. Ихтисослашган ҳужайра структураларнинг таркибига кирадиган оқсиллар шундай бўлади. Масалан, мускул ҳужайраларидаги ингичка толалар, миофибриллаларда муайян ферментатив хоссаларга эга бўлган оқсиллар — миозин ва актин бор, мускул шу оқсилларнинг ўзгариши туф.айли қисқаради (улар шунинг учун ҳам қисқартувчи оқсиллар деб аталади). Қўшувчи тўқима ҳужайраларидаги коллагенлар деб аталувчи оқсиллар қўшувчи тўқима ҳужайраларидан вужудга келадиган толаларнинг оқсил негизини ташкил этади. Коллаген толалар майинлиги, узилмаслиги ва юксак даражада эластиклиги билан фарқ. қилади. Қўшувчи тўқима (зичлашмаган ва толали қўшувчи тўқима, тоғай ва суяк тўқимаси)нинг таянч ва механик функциялари коллаген толаларнинг шу хоссаларига боғлиқ.

Органимдаги кўп оқсилларнинг аҳамияти уларнинг ферментатив хоссаларидан, турли органик бирикмаларнинг муайян парчаланиш ва синтсзланиш процессларини кучайтира олишидан келиб чиқади.

Организм ҳужайраларида оқсиллар алмашинувининг характерли белгиси шуки, улар ўз-ўзидан янгиланиб туради, яъни ҳужайра оқсиллари парчаланиб ва янгидан синтезланиб (ресинтез) туради,
Протоплазма ва ҳужайра структуралари оқсилларииинг синтези ҳужайралар ва ҳужайра ичидаги структуралар қурилиши билан боғланган пластик процессларга киради. Ҳужайраларнинг ҳаёт фаолияти учун зарур энергияни уларга етказиб берадиган энергетик процесслар пластик процесслардан фарқ қилади. Ҳужайралар фаолиятида, масалан, мускул қисқарганда, кўпгина синтетик процессларда фойдаланиладиган энергияни асосан парчаланиш йўли билан етказиб берадигап баъзи моддалар алмашинуви энергетик ироцесслар орасида алоҳида ўрин тутади. Шундай моддаларга кирадиган макроэргик бирикмалар-дан бири аденозинтрифосфат кислота (АТФ) ҳисобланади. АТФ дан иккита фосфат кислота қолдиғи ажралганда бирталай энергия бўшаб чиқади (бир фосфат кислота қолдиғи ажралганда 1 грамм-молекула моддага қарийб 10 000 калория ажралиб чиқади).
Турли ҳужайраларда фақат шулар учун специфик бўлган кўпгина химиявий ўзгаришлар рўй беради. Масалан, баъзи химиявий бирикмалар фақат муайян ҳужайраларда ёки ҳужайра ичидаги структураларда ҳосил бўлади. Уларнинг ҳужайрада ҳосил бўлиши ва ташқи ёхи ички муҳитга чиқиши шу ҳужайранинг асосий функцияси ҳисоблакади. Масалан, хлорид кислотани фақат меъда безларининг қоплама ҳужайралари ҳосил қилади ва чиқаради; трипсиноген ферменти фақат меъда ости безининг ташқи секреция ҳужайраларида ҳосил бўлади. Организмнинг углеводлар алмашинувида муҳим роль ўйнайдиган инсулин гормони ҳам меъда ости безининг ҳужайраларида синтезланади, лекин уни ташқи секреция ҳужайралари эмас, балки ички секреция ҳужайралари — оролча тўқимасининг бета-ҳужайралари синтезлайди. Нерв импульсини нерв охиридан иннервацияланувчи органга ўтказадиган химиявий модда — ацетилхолин нерв охирипинг муайян қисмида ҳосил бўлади.
Модда алмашинув процесслари — турли бирикмаларнипг синтезла-
ниши ва парчаланиши турли ҳужайралардагина эмас, юксак даража-
да дифференциаллашган ҳужайранинг турли структуралар турлича рўй беради. Модда алмашинув процессларида ҳужайранинг турли структуралари қатнашуви гистохимиявий методлар изотоп индикаторлар методикаси ёрдамида аниқланди. Углеводларнинг цитоплазмада парчаланиши (гликолиз), оксидланиш процессларидан бўлмиш фосфорилланиш процесси митохондрияларда рўй бериши, оқсил синтезининг илк стадиялари цитоплазмада, кейинги стадиялари эса; микросомаларда содир бўлиши билинди. Турли ферментлар ҳужайранинг шунга яраша турли қисмларига тақсимланади.
Организмнинг бошқа ҳамма физиологик функциялари каби, ҳужайраларда узлуксиз рўй берадиган модда алмашинув процесслари ҳам доимий ва ўзгармас ҳодиса эмас. Улар ҳам дипамик, ўзгарувчан бўлади. Ташқи муҳит таъсир этганда ёки организмнинг ички муҳити ўзгарганда модда алмашинуви кучайиши ёки сусайиши, сифат жиҳатдан ҳам ўзгариши мумкин. Ҳужайралар ишлаб турганда ҳамиша шундай бўлади. Шу билан бирга тинчликдаги модда ва энергия алмашинуви (организмдаги ҳар қандай тинчлик нисбий, чунки ҳаётий процесслар модда ва энергия сарфи билан таърифланади) иш вақтидаги алмаши-нувга ўтади; ҳужайра қанча кўп фаолият кўрсатаётган бўлса, иш вақтидаги алмашипув ўшанча интенсив (шиддатли) бўлади.