Нуклеин кислоталар

www.arxiv.uz

Режа:


1. Кашф этилиши ва физик-химиявий хоссалари.
2. Нуклеин кислоталарнинг тузилши ва структуралари.
3. ДНКнинг физик-химиявий хоссалари.
4. РНК типлари.

Нуклеин кислоталар юкори молекуляр бирикмалар булиб, катта молекуляр огирликка эга. Тирик организмлардаги ирсий белгиларнинг наслдан наслга утиши, оксиллар биосинтези каби щаётий мущим протсесслар нуклеин кислоталарнинг фаолияти билан боглик.

Нуклеин кислоталар 1-булиб 1868 йилда Щветсариялик олим Ф.Мишер аниклаган. Бу моддалар 1-марта хужайра ядросидан топилганлиги ва консентрасияли хоссага эгалиги учун нуклеин кислоталар деб номланган.
Мишер томонидан аникланган бу моддалар узок йиллар олимларни этиборидан четда колди. 1891 йилда немис олими Кассел бу моддаларни гидролиз килиб, улар 3 –хил компонентдан: пурин ва пиримидинли азотли асос, углевод ва фасфат кислотадан ташкил топганлигини аникланди. Шу билан бирга бу олим нуклеин кислоталарнинг 2-хил типи мавжудлигини айтиб утди.
Нуклеин кислоталарнинг аник тузилиши хакидаги малумотлар 50 йиллардан кейин пайдо булади. Шу ва=тгача яни 20-йилларнинг охирида гицохимиявий Фелген реаксиясидан фойдаланиб ДНК хромосомаларда ва РНК нинг ситоплазмада жойлашганлиги аникланди. Шу йилларда наслий белгиларнинг авлоддан авлодга утиши хромосомаларда жойлашган генларга богликлигини тасдикловчи фактлар ирсиятнинг хромосома назариясини яратилишига олиб келади. Шунингдек фанда биохимиявий жараёнларни хам генлар бошкарилиши хакидаги малумотлар пайдо булади. 1928 йили инглиз олими Фред Грифритснинг тажрибалари бажаришлар трансформатсиясини тушишига ёрдам беради. Унинг ишлари 1944 йилда катта кашфиёт килинишига сабаб булади, яни америкалир олимлар Эвери ва Мак Леод ва Мак Картилар билан 10 йиллардан бери олиб борган тадкикотларга кура Гриффитс тажрибаларидаги пневмакоккларнинг 1-турини 2-турига айлантирадиган модда ДНК эканлиги ва бу молекуляр биологиянинг ривожланишига катта хисса кушди.
1950–йилларда оксил синтезининг рибосомаларда бажарилиши тасдикланди, аммо информатсияни ДНКдан рибосомаларга кучирадиган воситачи (иРНК) мавжуд деган тушунча 1861 йилда Ф.Жакоб ва Ж.Мано томонидан аникланди.
Генетик кодни кашф этилиши билан ( 1961йилда Крик генетик коднинг математик анализига асосланиб триплетли эканлигини исботлади, унгача 1953йилда Гамов генетик кодни триплетли булишлиги хакидаги гояни илгари сурди) . Нуклеин кислоталарни тузилиши ва функсиясини урганишда янги давр бошланади. ДНК молекуласи хужайрада спесефик ферментлар-ендонуклеазалар, рецриктазалар томонидан махсус жойларидан кесилиши, уланиши, РНК матрисаси асосида ДНК синтезланиши феномени ( тескари транскрипсияси) ва унинг ферменти аникланилди. Букарнинг натижасида генетик инженерлигига кадам куйилади.
2. Нуклеин кислоталар узига хос ферментлар, кислоталар, иш=орлар ва бошка химиявий бирикмалар тасирида оддий цруктура бирликларига парчаланади. Бу цруктура бирликларига азот асосларидан пурин ва перемедин, углевод компонентларидан рибоза ва дезаксирибоза хамда фасфат кислота хисобланади.
Пурин асослари:
Нуклеин кислоталар таркибида 2 хил мавжуд булиб, улар аденин ва гуаниндир. Бу бирикмалар молекуласи айрим усимлик ( чой, хмел) ва хайвонларда эркин щолда учрайди. Улардан ташкари гипоксантин ва ксантин, урат кислота хам пурин хосилалари хисобланади.
Перемедин асослари:
Нуклеин кислоталар асосларидан уратсил, ситозин, тимин, 5-метилситозин учрайди. 5-метил ситозин ва бошка бази бирикмалар нуклеин кислоталар таркибида хам учрайди ва улар минар асослар деб аталади.
Углеводлар компонентлари:
Нуклеин кислоталар таркибига кирадиган углевод компонентларидан пентузалардан рибоза ва дезоксирибоза киради. Бундан ташкари бази манбалардан ажратиб олинган нуклеин кислоталарда оз булса хам глукоза хам учрайди. Азот асослар билан углевод компонентларининг бирикишидан хосил булган бирикмалар нуклеозитлар дейилади. Пурин асослари хосил килган нуклеозитлар “озин” кушимчасини олади. Масалан: аденазин, гуанозин. Пиримидин асослари хосил килган нуклеозитлар эса “идин” кушимчасини олади: уридин, тимидин.
Нуклеозитларга бир молекула фасфат кислота кушилса янада мураккаброк бирикмалар нуклеотитлар хосил булади. Нуклеин кислоталар иш=орлар ёрдамида гидролиз килиниб нуклеотитлар олиш мумкин. Нуклеотидлар таркибидаги бирикмалар куйидаги тартибда жойлашади:
Азотли асос –углевод-фасфат кислота.
Хайвон организмида нуклеин кислоталардан ажратиб олинган нуклеотитлардан ташкари таркибида 2 ёки 3 тагача фасфат кислота колдикларини туитиб келувчи моно нуклеотитлар учрайди. Мускул тукималарида учрайдиган аденилат кислота аденозин монофасфат (АМФ) деб юритилади.
Мононуклеотит –молекуласидаги рибозанинг 5-углерод атомига 2 та фасфат кислота колдиги бирикиб келган булса, у аденозин дифасфат (АДФ) деб 3 та фасфат кислота колдиги бирикиб келган болса, АТФ деб юритилади.
Нуклеин кислоталар –полинуклеотитлардир. Улар 100 лаб ва щатто 1000 лаб алощида мононуклеотитларни оз ичига олувчи юкори молекулали полимер бирикмалардир. Уларнинг таркибидаги мононуклеотитлар бир-бири билан 3 ва 5 –углерод атомлари орасидаги фасфат куприги оркали бирикади.
Вирус ва бактериялардан ташкари барча тирик организмлардаги ДНК щучайра ядросида жойлашган. Хужайра органоидлари –хлороплац ва митохондрияларда хам озрок ДНК булиши кейинрок аникланган ва хлороплацлардаги ДНК физик хоссалари ва нуклеотитли таркибига кура ядродаги ДНК дан фарк килади . Хужайралар таркибидаги ДНК микдори тирик организмларнинг физиологик щолатига эмас, балки хужайрадаги хромосомалар сонига боглик.
ДНК молекуласидаги пурин асосларининг йигиндиси пиримидин асосларининг йигиндисига тенг. Бу эса уларнинг молекулаларидаги азот асослари куш-куш булиб озаро водород боглари ёрдамида богланганлигидан далолат беради.
1953 йилда 2 та ёш инглиз олимлари Уотсом ва Криклар рентгеноцруктура анализига асосланиб ДНК молекуласи куш спиралли тузимига эга эканлиги аникланди. Бу модулга асосан хар икки занжир битта умумий окка эга болиб дияметри 20 А тенг. Нуклеотитлар колдиги бир-битига нисбатан 3Б бурчак хосил килиб жойлашган. 360 га тенг спиралнинг бир айланаси ёки орами 10 0та нуклеотит колдигидан ташкил топган. Спиралнинг 1 орами орасидаги масофа 34А га, хар бир нуклеотит 3.4А ни эгаллайди.
Куп йиллар давомида оксиллар мущим хос щусусиятли бирикмалар деб, нуклеин кислоталари
Еса нисбий хосликка эга болиб хисоблаб келинди. Бу карашлар кейинги йилларда Ж.Чаргоффнинг илмий кузатишларидан кейин озгарди. У 1947-1950 йилларда осимлик ва хайвон токималари хужайраларидан нуклеин кислоталарни ажратиб олиб, уларнинг таркибларини органиб, ДНК учун пурин ва пиримидин асосларини микдорий муносабатларини аниклаб бериб, тегишли коидалар яратди ва бу фанда “Чаргофф коидаси” номи билан таркаалди. Коидадаги асосий фикрлар куйидагича:
Адениннинг моляр микдори тилиннинг моляр микдиорига ёки уларнинг нисбати 1 га тенг:
А=Т ёки А/Т=1
ДНК таркибидаги гуаниннинг моляр микдори ситозининнинг моляр микдорига ёки уларни нисбати 1 га тенг:
Г=Ц ёки Г/Ц=1
3, ДНК даги пурин асослари йигиндиси пиримидин асослари йигиндисига тенг:
А+Г=Т+Ц ёки А+Г/Т+Ц=1
Пурин ва пиримидин асосларининг олтинчи углерод атомидаги амин ва кето группалари бир-бирига тенг:
Г+Т=А+Ц ёки Г+Т/А+Ц=1
ДНК таркибидаги гуанин ва ситозиннинг моляр консентрасияси йигиндисининг адинин ва тиминнинг моляр консентрасияси йигиндисига болган нисбатан Г+Ц/А+Т озгарувчан болади.
Хайвонлар, осимликлар ва микроорганизмлар ДНК сидаги бу нисбат хар хил булганлиги учун у тур спесифлиги коеффисиенти деб аталади.
Базан турлар ДНК сидаги адинин билан тиминнинг йигиндиси гуанин билан ситозиннинг йигиндисидан ортик ёки спесификлик коеффисиенти бирдан кичик булади. Бундай ДНК АТ типга киради. Бошка турга кирадиган организмларда эса аксинча, гуанин билан ситозиннинг йигиндиси адинин билан тиминнинг йигиндисидан ортик ёки спесификлик коеффисиенти 1 дан катта булади. Базан нуклеотитлар сони тенг болган ДНК лар хам учрайди.
АТ типдаги ДНК барча хайвонларга, осимликлар ва копчилик мироорганизмларга хос. ГЦ типдаги ДНК хайвонлар билан юксак осимликларда бутунлай учрамайди, аммо микроорганизмларда, айникса бактерияларда кенг таркаалган.
Рибонуклеин кислоталар
Рибонуклеин кислоталар хужайранинг хамма кисмида учрайди. Лекин уларнинг асосий кисми рибосомаларда топланган. Хужайра таркибида учрайдиган РНК лар молекуласининг массаси, химиявий тузилиши ва функсиясига караб бир биридан фарк килади. Хужайрада асосан 3 хил РНК учрайди.
Хужайрадаги РНК нинг 80% якинини рибосома РНК (р-РНК) ташкил килади. Рибосомада РНК хужайранинг мащсус органоиди рибосомаларда тупланган. Р-РНК нинг молекуляр массаси анча катта булиб, 1.5 -2 млн га тенг ва 4000-6000 мононуклеотит колдигидан ташкил топган. Р-РНК щучайрада оксиллар билан бириккан щолда учрайди.
РНК нинг 2-тури эрувчан РНК (С-РНК) ёки траспорт килувчи (Т-РНК) деб аталади. Бу умумий РНК нинг 15% га якинини ташкил килади. Эрувчан РНК айрим аминокислоталарни оксил синтез килинадиган жойга ташиш вазифасини бажаради. Хар бир аминокислотанинг озига хос т-РНК си бор. Т-РНК ларнинг молекуляр массаси анча кичик (25000-35000 атрофида) булиб улар 60-90 мононуклеотит колдигидан ташкил топган.
РНК нинг 3- тури информатсион РНК (и-РНК) ёки воситачи РНК (Т-РНК) дейилади. И-РНК ядрода синтез килинади. Унинг нуклеотитли таркиби ядродаги ДНК нуклеотитли таркибининг аник нушаси хисобланади. Бу РНК ДНК молекуласидаги информатсияни оксил синтез килинадиган жойда –рибосомаларга олиб боради. Шунинг учун хам у информатсион РНК деб аталади. И-РНК мавжудлигини 1957 йилда совет олимлари А.Н.Белозорский ва А.С.Спирин айтиб отган эдилар. Лекин у факат 1960 йилга келиб аникланди. И-РНК умумий РНК нинг 5% ини ташкил этади. И-РНК нинг молекуляр массасига караб хар хил болади.
ДНК ва РНК таркиби ва тузилишининг куп томонлари бир бирига якин. Бири иккинчисидан куйидагилар билан фарк килади:
Дезоксирибоза углеводининг орнига РНК да рибоза бирикиб келган болади.
Пирмидин азотли асоси тимин орнига РНК да урасил бирикиб келган.
Ж.Чаргофнинг ДНК молекуласи учун тузилган “Чаргофф коидаси” деб ном олган коиданинг факат 1 сигина РНК молекуласига тогри келади, яни пурин ва пиримидин асосларидаги амино ва кето гурущлар микдори тенгдир.
Г+Т=А+Ц ёки Г+У/А+Ц=1
РНК поли нуклеотит занжирининг бирламчи цруктураси доимий эмас, унинг тугри ипсимон, лентасимон цруктураси мущит шароитига ва бошка компонентлар билан озаро тасирланишига караб бошка конфигурасияга буралган щолатларга отиши мумкин
Адабиётлар

1.