1-rasm. Mitoxondriya membranasining tuzilishi.
17
Mitoxondriya ichki membranasining depolyarizatsiyalanishi apoptozni eng birinchi
belgilaridan biri ekanligi ko’rsatilgan [Zamzani N. yet al., 1996].
Depolyarizatsiyalanish xam, apoptoz xam mitoxondriyaning ichki membranasida
hosil bo’ladigan ―pora‖larni (tuynuklarni) berkitadigan ingibitorlar tomonidan
yo’qotiladi.
Yuqorida aytilgan ―pora‖lar - mitoxondriyada juda qiziqish uyg’otadigan
jumboq. Nima sababdan mitoxondriyaning ichki membranasi normada vodorod,
kaliy, natriy va xlor ionlarini o’tkazmaydi, ammo ―pora‖ xosil bo’lishi bilan undan
kichik molekulali ionlarni va massasi 1,5kDa dan past bo’lgan ionlashmagan
moddalarni xammasini o’tkaza boshlaydi? ―Pora‖ni xosil bo’lishini siklofilin
katalizlaydi, uning ingibitori bo’lib siklosporin A xizmat qiladi [Zoratti M., Szabo
I.,1995]. Pora ochilganda mitoxondriya hujayraning «elektrostansiya»dan, foydali
energiyani to’plamasdan oziqa moddalarni kislorod bilan yondiradigan o’choqqa
aylanadi. Kremer va uning xodimlari [Zamzani M. et al., 1996; Marchett P. et al.,
1996] yadro fraksiyasiga mitoxondriya qo’shilganda yadro strukturasida apoptik
o’zgarishlar chaqirishi aniqlandi. Ana shunday o’zgarishlar mitoxondriyada ―pora‖
lar paydo qiladigan organik gidroperekis yoki xlor karbonilsianidfenilgidrazin
(XKF) qo’shilganda kuzatiladi, ―pora‖ xosil bo’lishini ingibitori hisoblanmish
siklosporin A va oqsil Vsl – 2 apoptik effektini to’xtatadi.
Mitoxondriyani gipotonik eritmada bo’rtirib-shishirtirilganda yoki digitonin
detergenti ta’siri ostida qoldirilganda «apoptik» samara chaqirilishi aniqlangan. Bu
ikkala holatda mitoxondriyaning tashqi membranasida uzilishlar kuzatiladi.
Mualliflar bu ma’lumotlar asosida mitoxondriyaning tashqi va ichki membranasi
orasida yadroga hujum qilib ―apoptoz‖ chaqiradigan omil bo’lsa kerak degan
taxmin qilishdi. Tashqi membranani yorilishi o’sha omilni u yerdan chiqib yadroga
borishi va yadroni jarohatlab ―apoptoz‖ chaqiradi degan fikrni aniqlash uchun
tadqiqotlar o’tkazishdi. Ularning taxmini ajoyib ravishda tasdiqlandi. Mitoxondriya
membranalarini orasida joylashgan omilning molekula ogirligi 50 kDa ga teng
bo’lgan oqsil ekanligi ma’lum bo’ldi. Bu oqsil tozalanib yadroga qo’shilganda
hujayrada tipik ―apoptik‖ effekt kuzatildi.
18
Bir qancha tadqiqotchilar [Kumar S., Harvey N.L.,1995; Thormberry N.A.,
Molineaux S.M., 1995] ―apoptoz‖ chaqiruvchi yangi oqsilni maxsus ingibitorini
topish sharafiga muyassar bo’lishdi. U N-benziloksikarbonil-val-ala-asp-
ftormetilketon (Z-VAD.fmk) prointerleykin – 1 b ni interleykin – 1 b ga
aylantiruvchi proteazani ingibitorlaridan bori bo’lib chiqdi. Keyingi tajribalarida Z-
VDD.fmk hujayraga qo’shilganda ―apoptoz‖ ni to’xtatishi va bu effekt faqatgina
sut emizuvchi hayvon hujayralarigagina emas, balki hashorat hujayralariga xam
xos ekanligi aniqlandi. Kremerning fikricha «apoptoz chaqiruvchi, ya’ni «o’zini-
o’zi halok qiladigan oqsil» mitoxondriyani tashqi va ichki membranalarining orali-
g’ida saqlanadi ammo yadroda kodlanadi. Mualliflar tadqiqot o’tkazishib «o’zini-
o’zi halok qiladigan oqsil» mitoxondriya DNK sini saqlamaydigan liniya R
0
hujayrasining mitoxondriyasida topishdi.
Ma’lumki, mitoxondriyalar barcha tirik organizmlarning to’qima va
hujayralari uchun energetik birlik hisoblangan - adenozintrifosfot kislotasini (ATF)
sintezlovchi strukturalar hisoblanadi. Odatda mitoxondriya hujayra ichidagi mayda
tuzilma (uzunligi 0,5-3 mkm) bo’lib, istalgan hayotiy jarayonlar uchun ishlatilishi
kerak bo’lgan yerlarda joylashgan.
Mitoxondriyalarning asosiy
vazifasi organik birikmalarni oksidlash va
ushbu birikmalarni parchalanishida ajralib chiqadigan energiyadan ATF
molekulalarini sintezlashda ishlatish bilan bog’liqdir. Shuning uchun mitoxondriya
hujayraning energetik stansiyasi deyiladi. Mitoxondriyalar granulyar yoki ipsimon
organoidlar (1-rasm) bo’lib, quyidagi rasmda uning tuzilishi va funksiyasi
sxematik keltirilgan.
Mitoxondriyalar 2 ta membrana bilan chegaralangan. Mitoxondriya tashqi
membranasi uni boshqa sitoplazmadan ajratib turadi, qalinligi 7 nm atrofida. Ichki
va tashqi membranalarni kengligi 10-20 nm bo’lgan membranalararo bo’shliq
ajratib turadi. Ichki membrana (qalinligi 7 nm atrofida) Mitoxondriyaning ichki
tarkibi, uning matriksini chegaralaydi. Ichki membrananing harakterli belgisi uning
mitoxondriya ichida kristalar hosil qilishidir.
19
Mitoxondriyalar organik substratlarni oksidlanishi va ADF fosforillanishi
natijasida ro’y beradigan ATF sintezini amalga oshiradi. Hujayralarda oksidlanish
jarayoni va bu jarayon natijasida energiyaning ajralishi bir necha bosqichda
amalga oshadi. Bunda boshlang’ich substratlar sifatida turli uglevodlar, yog’
kislotalari, aminokislotalar ishtirok etadi. Oksidlanishning boshlang’ich bosqichi
gialoplazmada kechadi va kislorod ishtirokisiz boradi, shuning uchun bu bosqich
anaerob oksidlanish yoki glikoliz deyiladi. Glikoliz jarayonida substrat to’liq
oksidlanmaydi. Masalan, glyukoza triozalargacha parchalanadi, bunda 2 molekula
ATF sarflanadi, va 4 molekula ATF sintezlanadi. Shu sababli yakunda hujayra 2
molekula ATFga ega bo’ladi. Glikoliz natijasida hosil bo’lgan trioza birinchi
navbatda pirouzum kislotasi mitoxondriyaning o’zida kechadigan keyingi
oksidlanishda ishtirok etadi. Bunda barcha kimyoviy bog’larning parchalanishidan
hosil bo’lgan energiya ishlatiladi va bu CO2 ajralishi, kislorodni sarflanishi va
ko’p miqdorda ATF hosil bo’lishiga olib keladi. Mazkur jarayonlar oksidlanuvchi
uch karbon kislotalar sikli va elektronlarni tashish zanjiri bilan bog’langan. Uch
karbon kislotalar siklida oksidlanish natijasida ajralgan elektronlar kofermentlar
(NAD - nikotinamid adenindinukleotid)ning aktseptor molekulalariga o’tadi.
Kofermentlar ularni elektronlarni tashish zanjiriga olib boradi. Ushbu hodisalar
mitoxondriya ichida ularning matriksida ro’y beradi. Qolgan reaksiyalar
mitoxondriya ichki membranasi, mitoxondriya kristalarida kechadi. Uch karbon
kislotalar siklidagi oksidlanish jarayonida ajralgan elektronlar, kofermentlarda
aktseptorlanadi, so’ng nafas zanjiriga o’tadi (elektronlarni tashilish zanjiri), u yerda
molekulyar kislorod bilan birikib, suv molekulasini hosil qiladi. Nafas zanjiri
membrananing ichki mitoxondriyasida joylashgan oqsil komplekslaridan tashkil
topgan va mitoxondriyada energiya hosil bo’lishining bosh sistemasi hisoblanadi.
Bu yerda oksidlanish va nafas zanjiri elementlarining qaytarilishi ketma-ket ro’y
beradi va natijada kichik porsiyalarda energiya ajralib chiqadi. Shu energiya
hisobiga zanjirning 3 nuqtasida ADF va fosfatdan ATF hosil bo’ladi. Shu sababli
oksidlanish (elektronlarni tashilishi) fosforillanish (ADF + Fn ATF) bilan
bog’langan ya’ni oksidlanishli-fosforillanish deyiladi.
20
Mitoxondriya membranasidan elektronlar tashilganda nafas zanjirining har
bir kompleksi oksidlanishning erkin energiyasini membrana orqali matriksdan
membranalararo bo’shliqqa protonlar (musbat zaryadlar)ni o’tkazishga
yo’naltiradi, va bunda membranada potensiallar farqi hosil bo’ladi: musbat
zaryadlar bo’shliqda ko’p bo’ladi, manfiy zaryadlar esa mitoxondriya matriksi
tomonidan bo’ladi. Potensiallar farqi ma’lum bir nuqtaga yetganidan so’ng (220
mV) ATF-sintetazaning oqsil kompleksi protonlarni qaytadan matriksga tashishni
boshlaydi, bunda energiya bir shakldan ikkinchi shaklga o’tadi: ADF va noorganik
fosfatdan ATF hosil bo’ladi. Ko’rsatilgan bosqichlarning barchasi amalga
oshayotgan bo’lsa, demak, bu jarayonni oksidlanishli fosforillanish deyish mumkin
.
[
Skulachev, 1989; Bakeeva, Chentsov, 1989; Chentsov, 1995].
Mitoxondriyani ichki membranasi ATF sintezlaydi. Unda nafas olish zanjiri
va fosforlanish enzimlari joylashgan.
Ichki membrana ―krista‖lari oqsillarga juda boy. Unda 25% lipidlar, 75%
oqsillar joylashgan. Bu oqsillarning 1/3 periferik va 2/3 integral oqsillardan tashkil
topgan.
Mitoxondriyaning ichki membranasining o’tkazuvchanlagi juda past bu
membrana orqali faqat kichik molekulali moddalargina (molekulyar massasi 100
dan kam) o’tishi mumkin. Shu sababdan ham bu membranada nafasni oraliq
maxsulotlari kabi moddalarni (piruvat, limon kislota sikli metabolitlari),
aminokislotalarni, ATF, ADF, fosfat va kalsiylarni o’tkazadigan tashuvchi tizimlar
joylashgan.
Mitoxondriya, superoksid,anion, vodorod peroksidi, azot oksidi, peroksinitrit
va
shunga
o’xshash redoks-potensialni katta qudratga ega bo’lgan
boshqaruvchilarni ishlab chiqaradi, hujayraning redoks-potensialini boshqarishda
faol ishtrok etadi, va o’z navbatida protolizni, transkripsiyani faollashuvini, mDNK
dagi o’zgarishni, hujayradagi almashinuvni va hujayra differensirovkasini nazorat
qiladi [Zorov D.B., Isaev N.K. i dr., 2007].
21
Asosiy bajaradigan vazifasi hosil bo’lgan energiyani biologik foydali shaklli
energiyaga aylantirish bilgan mitoxondriyalarni hujayralarning «elektrstansiyalari»
deb ham ataydilar. Matriks tarkibida Krebs (yoki uch karbon kislotalar) sikli
enzimlari joylashgan bo’ladi. Elektronlarni tashilish tizimini hosil qiluvchi
enzimlar ichki membrana bilan bog’langan. Elektronlarni tashuvchi enzimlarning
har bir guruhini nafas olish ansambli deb ataladi va subhujayraviy darajada
elementar funksional birlikni tashkil qiladi. Masalan, jigar hujayrasining
mitoxondriyasi 1500 ga yaqin nafas olish ansambliga ega. Ular taxminan hamma
mitoxondrial membranalarning chorak og’irligini tashkil qiladi.
Matriks o’zida yuzlab har xil enzimlarni yuqori kontsentratsiyali
aralashmalarini saqlaydi. Shu jumladan piruvat va yog’ kislotalarini oksidlanishi
va limon kislotasi sikli uchun kerak bo’lgan enzimlarni o’zida tutib turadi. Undan
tashqari, u yerda mitoxondriyaning DNK si, spetsifik ribosomalari, t-RNK
(tashuvchi DNK) va mitoxondriya genomi ekspressiyasida qatnashuvchi har xil
enzimlar joylashgan
Yaffe M., Shatts G., 1987; Korsidas G., Kovalenko S.A.,
Kelso J.M., Linnane A.W., 1998
.
Ko’plab burmachalar hosil qilib o’zining umumiy yuzasini ko’paytirgan
ichki membranada asosan 3 xil tipdagi oqsillar:
1) nafas olish zanjirida oksidlanish reaksiyalarini katalizlaydigan oqsillar;
2) matriksda ATF ni sintezlaydigan ATF-sintetaza enzim kompleksi;
3) metabolitlarni matriksga va undan tashqariga tashilishini boshqaradigan
maxsus tashuvchi oqsillar saqlanadi.
Tashqi membrana o’zida massasi 10000 daltongacha bo’lgan hamma
molekulalarni o’tkaza oladigan keng kanal hosil qiladigan oqsillarni saqlaydi.
Undan tashqari, bu membrananing tarkibiga lipidlarni reaksiyaga kirishish
qobiliyatiga ega bo’lgan va ularni intermediatlarga aylantiradigan enzimlar kiradi,
ular matriksda kechadigan metabolik jarayonlarda ishtirok qilishadi.
22
Membranalararo bo’shliqda bir qancha enzimlar joylashgan bo’lib, ular
matriksdan chiqayotgan ATF ni va boshqa nukleotidlarni fosforillanishi uchun
foydalaniladi.
Jigar mitoxondriyasidagi umumiy oqsillarning 67% matriksda, 21% tashqi
membranada, 6% ichki membranada, 6% membranalararo bo’shliqda joylashgan.
Ana shu 4 ta bo’laklar (kompartmentlar) o’zining bajaradigan faoliyatiga mos
keladigan ma’lum enzimlar guruhini saqlaydi.
Mitoxondiyalarning
kristalari
morfologiyasi
har
xil
hujayradagi
mitoxondriyalarda turlicha bo’ladi, ammo nima sababdan turlicha bo’lishi
haligacha nomalum. Undan tashqari, mitoxondriyaning o’zida, u qaysi hujayrada
joylashgan bo’lsa, faqat o’sha hujayra uchun kerakli bo’lgan va unga xizmat
qiladigan maxsus enzimlarni saqlaydi.
Mitoxondriyani ichki membranasi ATF sintezlaydi. Unda nafas olish zanjiri
va fosforlanish enzimlari joylashgan.
Ichki membrana ―krista‖lari oqsillarga juda boy. Unda 25% lipidlar, 75%
oqsillar joylashgan. Bu oqsillarning 1/3 periferik va 2/3 integral oqsillardan tashkil
topgan.
Mitoxondriyaning ichki membranasining o’tkazuvchanligi juda past bu
membrana orqali faqat kichik molekulali moddalargina (molekulyar massasi 100
dan kam) o’tishi mumkin. Shu sababdan ham bu membranada nafasni oraliq
maxsulotlari kabi moddalarni (piruvat, limon kislota sikli metabolitlari),
aminokislotalarni, ATF, ADF, fosfat va kalsiylarni o’tkazadigan tashuvchi tizimlar
joylashgan.
Ichki membranada elektronlarni (nafas olish zanjiri) tashilishida
qatnashadigan enzim komplekslari integral oqsil sifatida joylashgan. Periferik
membrana oqsillari turli degidrogenazalar matriksda joylashgan nafas substratlarini
oksidlaydi va ulardan olingan vodorodni nafas olish zanjiriga uzatadi.
Ular ATF ishlab chiqarilishi uchun xizmat qilishadi va eng kamida 8 ta
polipeptid zanjirdan tashkil topgan. Ulardan 5 tasi boshchani tashkil qiladi, aynan
ana shu gidrofil F
1
kompleksni tashkil qiladi va shu kompleks ATF ni ishlab
23
chiqaradi. Boshqa zanjirlar gidrofil va yengil ajraladigan bog’lovchi omil
(oyoqchaning bir qismi) va membranaga tizilgan gidrofil F
o
kompleksi tashkil
qiladi. Ohirgisi energiya qabul qiladigan F
1
kompleksi bilan elektron tashilishini
hamkorlikda ishlanishini, ya’ni bu jarayonda energiya ajralib chiqishini amalga
oshiradi [Tixonov A.N., 1999].
Mitoxondriyaning tashqi membranasi va matriksini barcha oqsillari, hamda
ichki membranadagi oqsillarning asosiy qismi mitoxondriyadan tashqarida
sintezlanadi. Mitoxondriyada sintezlanadigan polipeptid zanjirlar nisbatan gidrofob
va membranaga maxkam bog’langan (struktura oqsillari).
Mitoxondriya membranasi tizimi faqatgina mitoxondriya strukturasining
asosi bo’libgina qolmasdan, u o’zida hujayra almashinuvini integrallashtiradigan
juda ko’plab yuqori tashkillangan enzim ansamblini saqlaydi.
Keyingi yillarda apoptozda mitoxondriya asosiy rol o’ynashi to’g’risida
ma’lumotlar olindi [Skulachev V.P., 1996b; Susin S.A. , Zamzani V., Kroemer G.,
1998; Green D.R., Reed J.C., 1998; Filchenkov A.A., Abarmenko I.V., 2001;
Sculachev V.P., Bakeeva L.E. et al., 2004].
«Apoptoz» atamasi grekcha ―arortosis‖ o’zbekchasiga «bargni uzilib
tushishi» degan ma’noni bildiradi. Bu hujayrani programmalashtirilgan o’limi,
ya’ni o’zini-o’zi halok etish degan ma’noni anglatadi.
Xujayra uchun apoptoz - hamma ishni bajarib bo’lgandan keyin halok
bo’lishi. Bunda hujayra tarkibini tashkil qilgan molekulalarini asta sekinlik bilan
bosqichma-bosqich bo’laklarga bo’ladi va o’sha organizmni boshqa hujayralari
ulardan foydalanishiga imkon beradi. Apoptozni nekroz bilan umuman
tenglashtirib bilmaydi. Nekroz bu hujayrani avvaldan rejalashtirilmagan halokati
bo’lib, buning natijasida nafaqat hujayraning o’zi, balki yonida joylashgan boshqa
hujayralar xalok bo’ladi. Apoptozga qarama-qarshi nekroz hujayrani boshqaruvchi
tizimi tomonidan nazorat qilinmaydi, natijada hujayradagi metabolik jarayonlar
xaosga uchraydi,ya’ni lipolitik va proteolitik enzimlarning gidrolitik aktivliklari
maksimal darajada ishlab oqsil va lipidlarni gidrolizlab tashlaydi.
24
Ammo apoptozni roli organizmni individual rivojlanishini ma’lum bir
bosqichlarida qatnashishi bilangina chegaralanib qolmaydi. Agar hujayraga virus
kirib qolsa, yoki kislorodni bir elektronli tiklanishi mahsuloti bo’lgan zaharli
manba o’chog’iga aylanib qolgan hujayralarni apoptoz orqali yo’q qilinadi.
Natijada o’sha hujayraning yonida joylashgan sog’lom hujayralarga virusning
o’tishini yoki zaharlanishini oldini oladi.
Mitoxondriya ichki membranasining depolyarizatsiyalanishi apoptozni eng
birinchi belgilaridan biri ekanligi ko’rsatilgan [Zamzani N., MarChetti P., Castedo
M., Hirsoh T., Susin S.A., Masse B., Kromer G., 1996]. Depolyarizatsiyalanish
ham, apoptoz ham mitoxondriyaning ichki membranasida hosil bo’ladigan ―pora‖
(tuynuk)larni berkitadigan ingibitorlar tomonidan yo’qotiladi.
Yuqorida aytilgan ―pora‖lar - mitoxondriyada qiziqish juda katta. Nima
sababdan mitoxondriyaning ichki membranasi normada vodorod, kaliy, natriy va
xlor ionlarini o’tkazmaydi, ammo ―pora‖ hosil bo’lishi bilan undan kichik
molekulali ionlarni va massasi 1,5 kDa dan past bo’lgan ionlashmagan moddalarni
hammasini o’tkaza boshlaydi?
Porani hosil bo’lishini siklofilin katalizlaydi, uning ingibitori bo’lib
siklosporin A xizmat qiladi [Zoratti M., Szabo I., 1995]. Pora ochilganda hujayrada
mitoxondriya foydali energiyani to’playdigan «elektrostansiya»dan, oziqa
moddalarni kislorod bilan yondiradigan «o’txona o’chog’i»ga aylanadi.
Kremer va uning xodimlari [Zamzani M., Marchetti P., Castedo M., Hirsoh
T., Susin S.A., Masse B., Kromer G., 1996; Marchett P., Susin S.A., Decandin D.,
et al., 1996] yadro fraksiyasiga mitoxondriya qo’shilganda yadro strukturasida
apoptik o’zgarishlar chaqirishini aniqlashdi. Ana shunday o’zgarishlar
mitoxondriyada ―pora‖lar paydo qiladigan organik gidroperekis yoki xlor
karbonilsianid-fenilgidrazin (XKF) qo’shilganda kuzatiladi, ―pora‖ hosil bo’lishini
ingibitori hisoblanmish siklosporin A va oqsil Vcl – 2 apotik effektini to’xtatadi.
Mitoxondriyani gipotonik eritmada bo’rtirib-shishirganda yoki digitonin
detergent ta’siri ostida qoldrilganda ―apoptik» effekt chaqirilishi aniqlashgan. Bu
ikkala holatda mitoxondriyaning tashqi membranasida uzilishlar kuzatiladi.
25
Mualliflar bu ma’lumotlar asosida mitoxondriyaning tashqi va ichki membranasi
orasida yadroga hujum qilib ―apoptoz‖ chaqiradigan omil bo’lsa kerak degan
taxmin qilishdi. Tashqi membranani yorilishi omilni o’sha yerdan chiqib yadroga
borishi va yadroni jarohatlab ―apoptoz‖ chaqiradi degan fikrni aniqlash uchun
tadqiqotlar
o’tkazishdi.
Ularning
taxmini
tasdiqlandi.
Mitoxondriya
membranalarini orasida joylashgan omilning molekula ogirligi 50 kDa ga teng
bo’lgan oqsil ekanligi ma’lum bo’ldi. Bu oqsil tozalanib yadroga qo’shilganda
hujayrada tipik ―apoptik‖ effekt kuzatildi.
Kumar S., Harvey N.L. [1995] va Thormberry N.A., Molineaux S.M. lar
[1995] ―apoptoz‖ chaqiruvchi yangi oqsilni maxsus ingibitorini topish sharafiga
muyassar bo’lishdi. U N-benziloksikarbonil-val-ala-asp-ftormetil-keton (Z-
VAD*fmk) prointerleykin – 1 b ni interleykin – 1 b ga aylanti-ruvchi proteazani
ingibitorlaridan biri bo’lib chiqdi. Keyingi tajribalarida Z-VDD fmk hujayraga
qo’shilganda ―apoptoz‖ ni to’xtatishi va bu effekt faqatgina sutemizuvchi hayvon
hujayralarigagina emas, balki hashorat hujayralariga ham hos ekanligi aniqlandi.
Hujayraning normal faoliyat ko’rsatishi uchun eng muhim sharoitlardan biri
redoks holat gomeostazi, ya’ni oksidlanish va qayta tiklanish komponentlarini
majmuasi (oqsillar, NAD/NAD.N, flavinlar, koenzim Q, tiklangan va oksidlangan
substratlar va shu kabilar - past molekulali redoks komponentlar) hisoblanadi.
Mitoxondriya, superoksid,anion, vodorod peroksidi, azot oksidi, peroksinitrit
va
shunga
o’xshash redoks-potensialni katta qudratga ega bo’lgan
boshqaruvchilarni ishlab chiqaradi, hujayraning redoks-potensialini boshqarishda
faol ishtirok etadi, va o’z navbatida protolizni, transkripsiyani faollashuvini,
mDNK dagi o’zgarishni, hujayradagi almashinuvni va hujayra differensirovkasini
nazorat qiladi [Zorov D.B., Isaev N.K. i dr., 2007].
Oksidlanish stressi hujayrani oksidlanish jarohatini paydo qiladi, ko’pincha
bu genetik materialni modifikatsiyaga, ya’ni turlanishga o’zgacha ko’rinishga olib
keladi [Brandon M., Baldi P., Wallace D.C., 2006]. DNKni oksidlanish
modifikatsiyasi kanserogenezni, ehtimol va qarilikni birlamchi pog’onasi
hisoblanadi. Oksidlanish stressi natijasida redoks-holat muvozanatini buzilishi,
26
ayniqsa saraton (rak) hujayralariga hos. Ko’pchilik turdagi saraton hujayralarida
oksidantlar tomonidan chaqirilgan DNKni jarohat darajasi yuqoriligi aniqlangan,
bu bunaqangi jarohat bilan saraton etiologiyasi orasida bog’liqlik ehtimolini
ko’rsatadi [Valko M., Leibfritz D., Moncol J. et all., 2007].
Halokatli hujayra va mitoxondriya orasidagi munosabatni saratonni
davolashni quyidagi samarali davolash strategiyasidan ham bilib olsa bo’ladi.
Ko’pchilik holatlarda samarali antiproliferativ agentlar, mitoxondriya bilan
spetsifik hamkorlik qiladigan moddalar hisoblanadi. Bu borada Lan Bo Chen
laboratoriyasida olib borilgan tadqiqotlar juda ham e’tiborga loyiq. Lan Bo Chen
membrana potensialiga mitoxondriya zondi hisoblangan singib ketuvchi kation
rodamin 123, ana shunga o’xshash normal hujayralar mitoxondriyalaridan farq
qilib, faqat opuxolli hujayra mitoxondriyalaridagina to’planadi, u yerda saqlanib
qoladi [Summerhayes I.C., Lampidis T.J., Bernal S.D. et all., 1982]. Undan keyin
ana shu tadqiqotchilar tomonidan, bu moddani o’smaga qarshi samarali vosita
ekanligi ko’rsatilgan [Bernal S.D., Lampidis T.J., Summerhayes I.C., Chen L.B.,
1982; Bernal S.D., Chen L.N., 1983].
Keyinchalik lipofil kationlarni: tioprilliy unumi, AA1, xlorid dekvalin va
rodotsianin oilasidan MKT-077 larni o’smaga qarshi ta’siri aniqlangan [Sun X.,
Wong J.R., Song K. et all., 1994; Koya K., Li Y., Wang H. et all., 1996]. Saraton
hujayralarni deteksiyalash uchun mitoxondriyada faol to’planadigan lipofil
kationlar va
99m
TC hosilasi keng foydalanilmoqda [Mansi L., Rambaldi P.F.,
Cuccurullo V. et all., 1997].
Yaqindagina saratonga qarshi o’sma hujayrasi mitoxondriyalariga yaqinligi
bor bo’lgan va «mitokainlar» deb nom olgan yangi guruh preparatlar ishlab
chiqildi. Ular mitoxondriyani destabillaydigan va ulardan proapoptik oqsillarni
(sitoxrom
s
, AIF, Smac/Diablo) ajralib chiqishini tezlashtiradi. Mitokainlar orasida
saraton hujayrasini yo’qotadigan va sog’lom hujayraga ta’sir qilmaydigan vitamin
E ning ishlanmasi, ularning orasidan eng yaxshilaridan biri alfa-tokoferolsuksinat
va redoksneytral moddalarni ko’rsatish mumkin. Ular mitoxondriyadagi kompleks
II bilan hamkorlik qilib, kislorodni faol shakli generatsiyasini chaqiradi [Neuzil J.,
27
Wang X.F., Dong L.F. et all., 2006], hamda xuddi VNZ-mimetik kabi ta’sir
ko’rsatadi [Shiau C.W., Huang J.W., Wang D.S. et all., 2006]. Shuni eslatib
qo’yish joiz, u ham bo’lsa saratonni «mitoxondrial» nazariyasini birinchilardan
bo’lib ulug’ nemis olimi Nobel mukofotining lauriyati Otto Varburg taklif etgan. U
saraton hujayrada hujayraning umumiy energiya bilan ta’minlanishida glikoliz
bilan oksidlanishli fosforlanishni ulushi bir xil (normal to’qimada esa oksidlanishli
fosforlanish glikoliz ustidan anchagina ustun) ekanligiga e’tibor bergan va
mitoxondriyada oksidlanishli fosforlanishni buzilishi halokatli transformatsiyani
birinchi bosqichi bo’lishi mumkin deb ta’kidlagan [Warburg O., 1956].
Mitoxondriyaning faoliyati bilan proliferativ xususiyat tizim o’rtasida aloqa
borligi to’g’risida taxmin avvaldan bor edi, chunki mitoxondriya - kuchli
oksidantlar va qaytarilgan ekvivalentlarni produtsenti. Qoidaga binoan, halokatli
transformatsiya hujayra proliferatsiyasini tezlashishi bilan kechadi, ba’zi bir
holatlarda esa halokatli o’smalar (ko’pincha bez to’qimalarida, ammo barcha
to’qimalarda ham kuzatilgan) mitoxondriyalarida kuchli proliferatsiya kuzatilgan.
Bunday xodisa oksifilli yoki onkotik transformatsiya deb ataladi. Onkotsitomada
mitoxondriya sitoplazma hajmini 90%dan ko’pini egallaydi [Tallini G., 1998].
Ayrim olimlarning fikricha ba’zi bir o’smalar mitoxondriyalaridagi juda
ham sirli oqsil periferik benzodiazepin retseptorni ekspressiyasi juda ham oshirib
yuborilgan, chunki ekspressiya darajasi metastazirlanish agressivlik darajasi bilan
o’zaro bog’liqligi bor [Li W., Hardwick M.J., Rosenthal D. et all., 2007]. Bu oqsil
kislorod sensori vazifasini bajarishi mumkin degan ko’rsatmalar bor. O’sma
hujayrada mitoxondriyani benzodiazepin retseptori ligandini nanomol miqdorda
foydalanilganda bog’lab olinishi bilan va S-fazada bo’lgan hujayraning hissasi
o’rtasida musbat bog’liqlik bor [Sanger N., Strohmeier R., Kaufmann M., Kuhl H.,
2000] O’sha ligand millimolyar miqdorda G
0
/G
1
fazada hujayra siklini to’xtashiga
olib keladi [Carmel I., fares F.A., LesChiner S. et all., 1999], bu retseptor bilan
hujayra proliferatsiyasini hujayra sikli orqali boshqarish mumkinligidan dalolat
beradi. Mitoxondriyada joylashgan proxibitinlar (1 va 2) larning bajaradigan
28
ko’pchilik funksiyalaridan biri proliferatsiyani tormozlashdan iboratligi aniqlangan
[Mishra S., Murphy L.C., Murphy L.J., 2006].
Hujayra differensirovkasini boshqarilishida mitoxondriyaning ishtirok etish
tarixi Smit va hammualliflar [Smith J., Ladi E., Mayer-Proschel M., Noble M.,
2000]
ishlarida
boshlangan,
ular
kalamush
glialoligodendrotsitlari
o’tmishdoshlarini differensirovkasini hujayrani redoks-statusiga bog’liqligini
ko’rsatishgan. Oksidlanish darajasi tomonga siljishi redoks-tizimni bu
hujayralardan oligodendrotsitlar yoki astrotsitlarni rivojlanishini kuchaytirishi,
yuqori darajada qayta tiklanishi esa, aksincha hujayrani differensiallanmagan
holatini saqlashi ma’lum bo’ldi.
Qalqonsimon bez gormoni, o’sish omili, ba’zi bir kimyoviy agentlar kabi har
xil boshqaruvchi moddalar hujayra differensirovkasini yo’naltirish bilan bir vaqtda
hujayrani redoks-holatini mitoxondriya yordamida o’zgartiradi. Superoksid anion-
radikal mezenximal stvol hujayrani osteogen differensirovkasini rag’batlantirishi
ko’rsatilgan [Wang F.S., Wang C.J., Chen Y.J. et all., 2004; Wang F.S., Wang
C.J., Sheen-Chen S.M. et all., 2002]. Qon tomirlarni silliq mushaklarida PDGF ga
proliferativ javobi vodorod peroksid hosil bo’lishiga bog’liq [Sundaresen M., Yu
Z.X., Ferrans V.J. et all., 1995].
Mitoxondriyani faoliyati proliferatsiyani va fenotip o’zgarishini boshqarib
borib yadro genlarini ekspressiyasiga ta’sir ko’rsatishi mumkinligi mioblastlarda
ko’rsatilgan [Duguez S., Sabido O., Freyssenet D., 2004]. Bunda mitoxondriya
faolligini kuchayishi va ularning miqdorini ko’payishi, hujayra siklini to’htab
qolishiga o’zaro bog’liq holda kislorodni faol shaklini generatsiyasini oshishiga, va
oxir oqibatda, hujayrani gipertrofiyaga olib keladi. Hujayrani energiya bilan
ta’minlanishini o’zgarishiga bunaqangi mexanizm yetarli darajada keng
tarqalganligi ma’lum. Drozofil to’qimalarida sitoxromoksidazani faolligini
pasayishi natijasida ATF miqdori sezilarli darajada kamayadi, bu hujayra siklini va
hujayra differensirovkasini to’htashiga olib keladi [Mandal S., Guptan P., Owusu-
Ansah E., Banerjee U., 2005]. Mualliflar hujayradagi mutatsiya tufayli ATF
miqdorining sezilarli darajada pasayishi yashashga, o’sishga va differensirovkasiga
29
sezilarli ta’sir ko’rsatmasdan hujayra siklini xisobga olishini ko’rsatishgan. Bu
energetik sensor, AMRKni AMF darajasini ko’payishi xisobiga energetik sensorni
faollashiga olib keladi. AMRK esa o’z navbatida hujayra siklini kalitli
boshqaruvchisini, r53 ni faollashtiradi, va hujayrada sikli E ni miqdorini
kamaytirib hujayra siklini blokada qilishga olib keladi.
Organizmni rivojlanishini boshqarilishida mitoxondriyani ishtiroki tuxum
hujayrasidanoq boshlanadi, urug’lanish vaqtidanoq mitoxondriya kalsiy signalni
modullashtiradi [Dumollard R., DuChen M., Sardet C., 2006]. Spermatozoidni
kiritilishida
chaqirilgan
kalsiy
toklari
tuxum
hujayrasi
membranasida
mitoxondriyada kalsiy-signalni transformatsiyalaydi, ularning nafas olishini va
umumiy metabolizmni rag’batlantiradi, bunda tuxum hujayrasi mitoxondriyasining
―pul‖i zigota hosil bo’lish jarayoniga ta’sir ko’rsatib Ca
2+
bufer rolini o’ynaydi.
Organizmning keyingi rivojlanishida ham mitoxondriya muhim rol
o’ynaydi. mDNKni transkripsiya omilini ekspressiyasi kardiomiotsitlarning
differensirovkasini qisman bo’lsada ta’minlab, embrional stvol hujayrani
differensirovkasi boshlanishiga imkon berishi ko’rsatilgan [St.John J.C., Ramalho-
Santos J., Gray H.L. et all., 2005]. Progenitor hujayra kardiomiotsit
mitoxondriyalarida yo’naltirilgan transport bilan va kardiomiotsitlardagi ana
hujayralarni differensirovkasini boshlanishi orasida bog’liqlik borligini ko’rsatgan
[Koyanagi M., Brandes R.P., Haendeler J. et all., 2005].
Demak, hujayraning normal holatda faoliyat ko’rsatishi mitoxondriya
membranasining strukturasi va faoliyatiga bog’liq. Membrananing faoliyati u yerda
joylashgan lipidlarga, oqsillarga, glikoproteidlarga, ular orasidagi nisbatga va
ayniqsa fosfolipidlar tarkibiga va ularning bir-biriga bo’lgan nisbatlariga bog’liq.
P.Mitchelning [Mitchel P., Moyle J., 1967] xemiosmotik konsepsiyasiga
asosan, mitoxondriyaning ichki membranasida elektron va protonlarning vektor
tashilishi natijasida ATF-sintaza [Voyer P.D., 1997] foydalanadigan vodorod
ionining elektrokimyoviy potensiallar farqi hosil bo’ladi, konformatsion
o’zgarishlar natijasida ADF va noorganik fosfatdan ATF sintezlanadi [Mitchel P.,
Moyle J., 1967]. Mitoxondriyaning ichki membranasida to’plangan membrana
30
potensiali (∆SH), vodorod ioni potensialini transmembrana tarkibiy qismidagi
farqlar (∆µN
+
) va boshqa (∆rN) bilan hamkorlikda ATF sintezini ta’minlaydi.
Membrana potensialini qiymatini doimiy ravishda saqlanib turilishi hujayra va
mitoxondriya faoliyatini norma darajada saqlanishiga imkon beradi. Hujayrani
kislorod bilan ta’minlanishini pasayishi (gipoksiya) oqibatida, ya’ni ATFni aerob
sinteziga imkoni yo’qligida, mitoxondriya generator emas, balki ATFni
iste’molchisiga
aylanadi,
ya’ni
mitoxondriyaning
ATFazasi
ta’sirida
gidrolizlanadi, bunda mitoxondriyaning ichki membranasida membrana potensiali
ishlab chiqiladi [Di Lisa F., Blank P.S. et al., 1995; Neupert W., Herrmann J.M.,
2007].
Do'stlaringiz bilan baham: |