12- MAVZU. O‘SIMLIKLAR HAYOTIDA OLTINGUGURT VA FOSFORNING AHAMIYATI. KALIY, KALSIY, NATRIY VA BOSHQA METALLARNING FIZIOLOGIK AHAMIYATI Reja: O‘simliklar hayotida oltingugurtning ahamiyati.
O‘simliklar hayotida fosforning ahamiyati.
O‘simliklar hayotida kaliy, kalsiy, natriy va boshqa metallarning fiziologik ahamiyati
Tayanch iboralar: makroelementlar, azot, fosfor, oltingugurt, kalsiy, natriy, xlor, kremniy, magniy, temir, marganets, disulfid, sulfogidril, metionin,koenzim,anion, kation, kalmodulin.
1.O‘simliklar hayotida oltingugurt va fosforning ahamiyati O`simliklar oltingugurtni ildizi orqali sulfat (SO42-) anioni holida qabul qiladi. Oltingugurning SO2 va N2S birikmalari zaharli bo`lib O`simliklar tomonidan o`zlashtirilmaydi.
O`simliklarda oltingugurtning miqdori juda kam, quruq og`irlikga nisbatan 0,2-1,0% atrofida. Yuksak o`simliklardan ko`proq dukkakdoshlar oilasi vakillari oltingugurtga nisbatan talabchan bo`ladi, chunki ularda ko`p miqdorda oqsil sintezlanadi. Bizga ma`lumki oltingugurt oqsillar tuzilishida disulfid bog`lar hosil qiladi. Shuningdek oltingugurt butguldoshlar oilasi vakillari tarkibida ham nisbatan ko`proq uchraydi.
Oltingugurt hujayralarda SN-sulfgidril va disulfid holida uchraydi (-S-S-). U tsistein, tsistin va metionin kabi aminokislotalari tarkibiga kiradi. Shuningdek fermentlar faolligini oshirishda ham oltingugurtning ahamiyati katta. U atsetilCoA, biotin va tiamin kabi vitaminlar tarkibiga kiradi. Ayniqsa oltingugurtning atsetil-CoA tarkibiga kirib makroergik bog` hosil qilishi katta ahamiyatga egadir.
O`simlik hujayrasidagi oltingugurtning 60-84% oqsil tarkibida, qolgani anorganik holdadir.
Oltingugurt tuproqda anorganik va organik holda bo`ladi. Ko`pchilik tuproqlarda o`simlik va hayvon qoldiqlari tufayli organik oltingugurt ko`p bo`ladi.
Torfli tuproqlarda oltingugurtning ushbu formasi umumiy oltingugurt miqdorida ham bo`lishi mumkin. Tuproqda oltingugurtning asosiy anorganik formasi bu sulfatlar bo`lib asosan CaSO4, MgSO4, Na2SO4 bo`lib tuproq eritmasida ion holatida yoki tuproq kalloidlariga adsorbtsiyalangan holatda bo`ladi. Botqoq tuproqlarda oltingugurt FeS, FeS2 yoki H2S holida bo`ladi. Mo`tadil iqlim sharoiti tuproqlari tarkibidagi oltingugurt miqdori 0,005-0,040% atrofida bo`ladi. Avval aytib o`tganimizdek o`simliklar oltingugurtni asosan sulfat ionlari shaklida o`zlashtiradi. Oltingugurtning membranalar orqali tashiluvi H+-ionlari tashiluvi bilan birgalikda yoki HSO3- ionlariga almashinish asosida yuz beradi.
Keyingi vaqtlarda V. V.Polevoy (1989) malumotlariga asosan o`simliklar mineral oziq sifatida atmosfera havosidan oltingugurt oksidini (SO2) ham o`zlashtirishi mumkin ekan. Ushbu hoi oziqa muhitiga oltingugurt qo`shilmasdan atmosfera havosida uning kam kontsentratsiyasida o`simliklarning muqobil o`sishi bilan isbotlangan. Ammo bu hoi faqatgina atmosfera havosida oltingugurtning juda kam miqdori, ya`ni SO2 0,1-0,2 mg/m3 bo`lgandagina ro`y beradi. Agarda atmosfera havosida oltingugurt oksidining miqdori SO2 0,5-0,7 mg/m3 yoki undan ko`p bo`lsa unda o`simlik barglarida nekroz (barglarda sariqqizg`ish dog`larning paydo bo`lishi) kuzatiladi. Bu o`z navbatida o`simlik to`qimalarida SO2 va HSO3- hamda SO32- to`planganligidan dalolat beradi. Bu birikmalar zaharli ta`sir etib, fotoforirlanish hodisasini va xloroplastlar membranasi tuzilishini buzadi. Oltingugurt yetishmasa oqsil sintezi kamayadi. Bu esa xloroplastlar shakllanishimng to`xtashiga va fotosintez jarayonini susayishiga olib keladi.
O`simlik ildizlariga shimilgan oltingugurt ksilema orqali yosh o`suvchi organlargayetib borib uyerda modda almashinuviga qo`shiladi va o`z harakatchanligini yo`qotadi. Oltingugurtning qaytarilgan formasi barglardan floemaga o`tib o`simlikning o`suvchi va zahiralovchi organlariga o`tadi. Urug`larda oltingugurt organik holda bo`ladi, ularning o`sishida esa qisman oksidlangan holatga o`tishi mumkin. Urug`larning pishishida, oltingugurt sistin, metionin kabi aminokislotalarning sintezlanishida qatnashadi.
O`simlik to`qimalarida sulfatning miqdori oltingugurning umumiy miqdoridan 10-50% va undan ko`proq bo`lishi mumkin.
O`simlik organlaridagi uning eng kam miqdori yosh barglarda bo`lib eng ko`p miqdori esa oqsillarning degradatsiyasi tufayli qariyotgan barglardadir.
Ko`pchilik oltingugurt saqlovchi organik birikmalarda u qaytarilgan holda bo`ladi. Bundan kelib chiqadiki o`simlik tomonidan o`zlashtirilgan sulfat qaytariladi. Sulfatning qaytarilish jarayoni asosan barglarda-xloroplastlarda ro`y berib aminokislotalar sintezi bilan bog`liqdir. Sulfatning faollanishi ATF tufayli ro`y beradi.
Faollashgan AFS 8 ta elektron ishtirokida qaytariladi. Bu jarayonga 496 kJ energiya sarflanadi. Ushbu ko`rsatkich NO3- ionlarining NH4+ ionlarigacha qaytarilishida sarflangan energiyaga nisbatan anchagina kam.
Oltingugurtning to`la qaytarilish siklini qo`yidagicha ko`rsatish mumkin.
SO42-+ ATP+8H+O-atsetilserin → Sistein + Atsetat +3H2O+AMP + PPi
Oltingugurtning organik birikmalar tarkibidagi birinchi turg`un birikmasi bu sisteindir (CH2CHCHNH2COOH). Sistein o`simlikdagi deyarli barcha oltingugurt metabolizmining boshlovchisi bo`lgan metionin aminokislotasining hosilasi hisoblanadi.
Sistein → Gomotsistein → Metionin
Metionin o`simliklardagi sulfat o`zlashtirilishining oxirgi mahsulotidir.
O`simliklardagi sistein va metionin aminokislotalari erkin va bog`langan holda bo`lishi mumkin. Metionin birqancha fermentlarning faollik markaziga ham kiradi.
Oltingugurtning asosiy funktsiyalaridan biri bu ularning oqsiliar va polipeptidlar tarkibida SH- bog`lari, ya`ni kovalent, vodorod va merkaptid bog`lari hosil qilib oqsillarning uchlamchi tuzilishini mustahkamlab turishidir. Shuningdek oltingugurtning asosiy vazifalaridan biri bu hujayraning oksidlanish-qaytarilish potentsiallarini ushlab turishidir. Bu jarayon sistien ↔ sistin va SH-glutation ↔ SS -glutation kabi qaytar reaktsiyalar tufayli ro`y beradi.
Oltingugurt, shuningdek, biologik muhim birikmalar, masalan koenzim A va vitaminlar (lipoevaya kislota, biotin, tiamin) tarkibiga kirib shu holda hujayraning fermentativ jarayonlarida qatnashadi.
Oltingugurtning koenzim A (Co-A) birikmasining komponenti sifatidagi ahamiyati ayniqsa kattadir. Bunda SH-guruhi kislotalarning atsil guruhi bilan yuqori energiyali tioefir bog`larini hosil qilishda qatnashadi.
CH3COOH + atsetil-CoA → CH3-C ~ Co-A
Shuni aytib o`tish lozimki, lipoy kislotasi tarkibidagi SH-guruhi ko`pchilik fermentlarning faolligida, oksidlanish qaytarilish jarayonlarida ayniqsa oqsillarning kofermentlar o`zaro ta`sirida alohida o`rin tutadi.
Tabiatdagi ko`pchilik o`simliklar oltingugurtning uchuvchan formalarini ham saqlaydi. Masalan, sulfoksid (R-SO-R) piyoz tarkibidagi fitontsidlar tarkibiga kiradi. Mana shu tufayli piyoz artilganda kuzga yoshlantiruvchi-achishtiruvchi ta`sir ko`rsatadi.
O`simliklarning oltingugurt bilanyetarli darajada taminlanmaganligi tarkibida olting ugurt saqlovchi aminokislotalar va oqsiliar sintezini to`xtatadi. O`simlikdagi fotosintez jarayonini va uning o`sishini ayniqsayer ustki qismlarining o`sishini sekinlashtiradi. Ayrim hollarda esa xloroplastlar sintezi buzilib ularyemirilishi ham mumkin.
O`simliklarga oltingugurt yetishmasligining belgilari azot yetishmasligiga o`xshab ketadi, ya`ni barglar avval oqaradi so`ngra esa sarg`ayadi. Ammo bu hoi avvalo yosh barglarda boshlanadi. Bu o`z navbatida qari barglardan kelayotgan oltingugurtning metabolizm uchunyetarli miqdorda emasligidan dalolat beradi.
