283
NUKLEIN KISLOTALAR
Mashg„ulotning maqsadi:
Nuklein kislotalarning tuzilishi va kimyoviy
xossalari
to‗g‗risidagi
bilimlarni
mustahkamlash,
nukleotidlar
nuklein
kislotalarning asosiy qismi ekanligini va biokimyoviy ahamiyatini tushuntirish.
Ko„riladigan savollar
1.
Nuklein kislotalarning (NK) kimyoviy komponentlari.
2.
Nukleozidlar, ularning tuzilishi va xossalari.
3.
Nukleotidlar, ularning tuzilishi va xossalari
4.
Kofermet-nukleotidlar.
5.
RNK va DNKning nukleotid zanjiri.
6.
Komplementar juftliklar va ularning tuzilishi.
7.
Nukleozidlar va nukleotidlar ahamiyati.
Mustaqil tayyorlanish uchun o„quv adabiyotlar
1. A.G. Mahsumov, A.J. Jo‗raev «Bioorganik kimyo» Toshkent, «O‗zbekiston
milliy ensiklopediyasi» 2007. (342-354 bet)
2.
Н А. Тюкавкина, Ю.И.Бауков. «Биоорганическая химия» М.,
«Медицина» 1991 г. (431-457 стр).
3.
Н.А. Тюкавкина. Руководство к лабораторным занятиям по
биоорганической химии. M., «Медицина» 1985 г. (222-234 стр).
Nuklein kislotalar oqsillar kabi biopolimer birikmalar bo‗lib, hayotiy
jarayonda nihoyatda katta ahamiyat kasb etadi. Jumladan, ular genetik
informatsiyani saqlash, nasldan naslga uzatish va oqsil sintezi kabi jarayonlarini
boshqarib turadi. Nuklein kislotalar polinukleotidlar bo‗lib, ularning polimer
284
zanjiri mononukleotidlardan tashkil topgan. (molekulyar massasi 25 mingdan 1
mln.gacha) Mononukleotidlar gidrolizlanganida ortofosfat kislota, monosaxarid
(riboza yoki dezoksiriboza) va geterotsiklik asoslarni hosil qiladi.
Nuklein kislotalar molekulasida eng ko‗p uchraydigan geterotsiklik asoslar
pirimidin va purin hosilalaridir.
P i r i m i d i n l i a s o s l a r g a sitozin (S), timin (T), uratsil (U) kiradi
P u r i n l i a s o s l a r g a adenin (A) va guaninlar (G) kiradi
Pirimidinli asoslardan biri bo‗lgan uratsil sistematik nomlashda 2,6-
dioksipirimidin deb nomlanadi. Uratsil laktim – laktam tautomer holatlarida
uchraydi, pirimidinli asoslarning
–NH-CO- gruppa saqlagan holati laktam, -N = C-OH saqlagan holati laktim shakli
deyiladi. Ularning asosan laktam shakli ko‗proq uchrab, laktim shakli suvli
eritmalarda oz miqdorda bo‗ladi. Nuklein kislotalar tarkibida laktam shaklida
bo‗ladi.
Sitozin 2-oksi 6-aminopirimidin quyidagi tautomer shakllarida uchraydi.
285
Sitozin nuklein kislotalar tarkibida laktam shaklida bo‗ladi.
Timin 5-metil
uratsildir, unda quyidagi tautomeriyalar bo‗lib, nuklein kislotalar tarkibida laktam
holida uchraydi.
Po‗rinli asolardan adenin – 6-aminopo‗rin tabiatda keng tarqalgan bo‗lib,
o‗simlik va hayvon to‗qimalarida erkin holida uchraydi. Undagi aminogruppa
adenaza fermenti, yoki nitrit kislota yordamida oson gidroksil gruppaga
almashinib, gipoksantin hosil bo‗ladi.
Guanin – 2-amino-6-oksipo‗rin o‗simlik va hayvon to‗qimalarida adenin
bilan birga saqlanadi. Uning kristallari baliq tanachalarida va boshqa ko‗pgina
jonzotlar terisida saqlanib, o‗ziga xos jilva berib turadi.
Nuklein kislotalarning tarkibida oz miqdorda, m i n o r deb nomlanuvchi
boshqa geterohalqali asoslar ham uchraydi:
286
Nuklein kislotalardagi geterotsiklik asoslar monosaxariddagi 1-chi uglerod
atomi bilan azot orqali birikib,
N
-glikozid bog‗ini hosil qiladi. Hosil bo‗lgan
birikmani n u k l e o z i d deb ataladi.
Pirimidinli va purinli - asoslar organizmda uglevodlarining
N
-glikozidlari
sifatida uchraydi. Masalan, adenin bilan riboza birikmasi adenozin, guanin bilan
dezoksiribozadan hosil bo‗lgan nukleozid-dezoksiguanozin, sitozin va ribozadan
hosil bo‗lgan nukleozid - sitidin deb ataladi.
Yuqorida ko‗rsatilgan nukleozidlar nomidan ko‗rinib turibdiki, ularni
nomlash uchun pirimidin asoslari nomi oxiriga – i d i n, po‗rin asoslari nomi
oxiriga esa – o z i n qo‗shimchasi qo‗shib o‗qiladi. Ular uglevod qoldiqlarining
tabiatiga ko‗ra ribonukleozidlar va dezoksoribonukleozidlar bo‗ladi. Uridin,
sitidin, adenozin va guanozin ribonukleozidlarga kiradi.
287
Dezoksitimidin va boshqa dezoksiriboza saqlovchilar dezoksiribonukleozidlarga
misol bo‗ladi.
Nukleozidlarning fosfat efirlari n u k l e ot i d l a r deb ataladi. Fosfat kislota
qoldig‗i
riboza
(ribonukleotidlar),
yoki
dezoksiribozaning
(dezoksiribonukleotidlar) C-5 yoki, C-3 spirt gidroksili bilan bog‗lanadi.
Adenozin nukleozidi uglevodining 5-holatiga bir, ikki yoki uchta fosfat
kislota qoldig‗ining zanjrsimon birikishi natijasida
AMF, ADF va ATF
lar hosil
bo‗ladi. Fosfat kislota qoldig‗i ikki va undan ortsa, ular n u k l e o z i d p o l i f o s
288
f a t l a r deyiladi. Ular fermentlarning kofaktorlari vazifasini bajarib, bir-biriga
o‗tib turadi. AMF dan ADF va ATF lar hosil bo‗lishi uchun uglevodlarning
oksidlanishidan ajralib chiqqan energiyaning bir qismi sarflanadi. Demak, ADF va
ATF molekulalaridagi fosfat kislota qoldiqlarining angidrid bog‗lari katta energiya
miqdorini saqlaydi.
Moddalar
almashinuvi
energiya
almashinuvisiz
sodir
bo‗lmaydi.
Organizmdagi jarayonlarda organik moddalarning atomlari orasidagi kimyoviy
bog‗lar erkin energiya manbayi hisoblanadi. Yangi bog‗lar hosil bo‗lganda, yoki
uzilgandagi erkin energiya qiymati 12,5 kJ/mol atrofida bo‗lsa, o‗z energetik
darajasiga ko‗ra normal hisoblanadi. Agar bu qiymat 25- 41 kJ/mol va undan ko‗p
bo‗lsa, bunday moddalar m a k r o e r g i k m o d d a l a r, bog‗lar esa, makroergik
bog‗lar deyiladi. Nukleozidpolifosfatlar shunday birikmalar qatoriga kiradi. ATF
ning gidrolizi natijasida energetik balans 29,3 – 35,5 kJ/mol va undan yuqori
qiymatga o‗zgaradi, shuning uchun, bu birikmani biokimyoviy jarayonlarning
energetik akkumulyatori deyiladi.
Ochiq zanjirli nukleozidpolifosfatlar bilan bir qatorda nukleotidlaning
halqalilari ham mavjud, ular s i k l o f o s f a t l a r deyiladi. Siklofosfatlarga fosfat
kislotaning uglevodlar qolidig‗idagi ikkita gidroksil guruhi bilan bir vaqtning
o‗zida bog‗langan nukleotidlar kiradi. Amaliy jihatdan hamma to‗qimalarda
metabolitlarni o‗zgarishida ichki to‗qimalar ―vositachisi‖ vazifasini bajaruvchi
ikkita nukleotid siklofosfatlar bo‗ladi.
289
Bir qator biokimyoviy jarayonlarda guanozintrifosfat (GTF), uridintrifosfat
(UTF), sitidintrifosfat (STF) lar ham qatnashadi. Ularni difosfatli hosilalari ham
bo‗lishi mumkin. Ularda fosfat guruhlari o‗zaro angidrid bog‗i bilan bog‗langan
bo‗ladi. Shuningdek, ATF va ADF lar biokimyoviy jarayonlarda fosfat guruhlarni
tashuvchi vazifasini ham bajaradi. Aynan fosfat guruhlari orqali ular
uglevodlardagi OH guruh murakkab efir bog‗i orqali bog‗lanib, ularni
metabolizmida ishtirok etadi. Shuningdek, nukleozidfosfatlar organizmda yog‗
kislotalar, aminokislotalar va o‗t kislotalarni aktivlashtirishda ishtirok etadi.
Nukleotid tabiatli oksidlanish-qaytarilish jarayonlarining kofermentlariga
nikotiamidadenindinukleotid
(NAD) va uning fosfati (NADF) kiradi. Bu moddalar
oksidlanish-qaytarilish jarayonini boshqaruvchi moddalardir. Ular oksidlangan va
qaytarilgan shakllarda bo‗ladi. Oksidlanish-qaytarilish kofermentlari ichida
flavinadenindinukleotid
FAD ikkita vodorod atomining aksteptori bo‗lib,
-
aminokislotalarni dezaminlash, qahrabo kislotani fumar kislotaga aylanishi, yog‗
kislotalarni
,
- degidridlanishi jarayonini boshqaradi (ishlash jarayoni
oksidlanish –qaytarilish mavzusida ko‗rib chiqilgan).
Shunday qilib, nukleotidlar faqatgina polinukleotidlar tarkibidagina
bo‗lmay, boshqa mustaqil faoliyat ko‗rsatuvchi bioboshqaruvchi moddalar
tarkibiga ham kiradi. Ularning tuzilishi, ulardagi bog‗lar tabiatini tushinib etmay,
vazifalarini ham to‗liq tushinib etib bo‗lmaydi.
Nuklein kislotalar yuqori molekulyar murakkab tuzilishli beqaror
moddalardir. Nuklein kislotalarning ketma-ketligi nukleotidlar bir-biri bilan
qanday tartibda bog‗langanligini bildiradi. Nuklein kislotalarni - polinukleotidlarni
290
mononukleotidlargacha, ularni esa asoslar, uglevod va fosfat qoldiqlarigacha
parchalash mumkin. Nuklein kislotalar tarkibi 6- sxemada ko‗rsatilgan.
Do'stlaringiz bilan baham: |