|
Magniy ioning biologik ahamiyati
Magniy, xloroplastlar va fotosintez Mg 2+ xlorofill molekulasidagi muvofiqlashtiruvchi metall ionidir va bu ion ko'p miqdorda bo'lgan o'simliklarda Mg 2+ umumiy miqdorining taxminan 6% xlorofill bilan bog'liq. Tilakoidlarning qadoqlanishi Mg 2+ bilan stabillashadi va fotosintez samaradorligi uchun muhim bo'lib, fazali o'tishga imkon beradi. Mg 2+, ehtimol proplastiddan xloroplastgacha yoki etioplastdan xloroplastgacha nurli rivojlanish jarayonida xloroplastlar tomonidan eng ko'p so'riladi. Hozirgi vaqtda ikki valentli kation xlorofill sintezi va tirakoid membranalarining biogenezi uchun juda zarurdir. Mg 2+ rivojlanishning ushbu boshlang'ich bosqichidan keyin xloroplastlarga kirish va chiqish imkoniyatiga ega bo'lishi bir nechta qarama-qarshi hisobotlarga sabab bo'ldi. Deshaies va boshq. (1984) Mg 2+ yosh no'xat o'simliklarining ajratilgan xloroplastlariga kirib chiqishini aniqladi, ammo Gupta va Berkovits (1989) eski ismaloq xloroplastlar yordamida natijani ko'paytira olmadilar. Deshaies va boshq. eski no'xat xloroplastlari o'zlarining xulosalarini shakllantirish uchun ishlatilganidan ko'ra Mg 2+ da unchalik katta bo'lmagan o'zgarishlarni ko'rsatganligini o'zlarining maqolalarida ta'kidladilar. Preparatlarda mavjud bo'lgan pishmagan xloroplastlarning nisbiy nisbati ushbu kuzatuvlarni tushuntirishi mumkin. Xloroplastlarning metabolik holati kechayu kunduzda sezilarli darajada o'zgarib turadi. Kun davomida xloroplast faol ravishda yorug'lik energiyasini to'playdi va uni kimyoviy energiyaga aylantiradi. Metabolik yo'llarning faollashishi yorug'lik qo'shilganda stromaning kimyoviy tabiatidagi o'zgarishlarga bog'liq. H + stromadan pompalanadi (ham sitoplazma, ham lumen ichiga), ishqoriy pH hosil bo'ladi. Mg 2+ (K + bilan birgalikda) H + oqimini muvozanatlash uchun elektron neytrallash paytida lumendan stromaga chiqadi. Va nihoyat, stromaning oksidlanish-qaytarilish holatining o'zgarishi tufayli fermentlardagi tiol guruhlari soni kamayadi. Ushbu o'zgarishlarga javoban faollashadigan fermentlarga fruktoza 1,6-bifosfataza, sedogeptuloza bifosfataza va ribuloza 1,5-bifosfat karboksilaza misol bo'la oladi. Qorong'u davrda, agar bu fermentlar faol bo'lganida, mahsulot va substratlarning foydasiz aylanishi sodir bo'lar edi. Yorug'lik davrida stromada Mg 2+ bilan ta'sir o'tkazadigan fermentlarning ikkita asosiy sinfini ajratish mumkin. Birinchidan, glikolitik yo'l fermentlari ko'pincha ikkita Mg 2+ atomlari bilan ta'sir o'tkazadilar. Birinchi atom fermentlar faolligining allosterik modulyatori, ikkinchisi esa faol uchastkaning bir qismidir va katalitik reaksiyada bevosita ishtirok etadi. Fermentlarning ikkinchi sinfiga Mg 2+ nukleotid di- va trifosfatlar (ADF va ATF) bilan kompleks hosil qiladigan moddalar kiradi va kimyoviy o'zgarish fosforil o'tkazilishini o'z ichiga oladi. Mg 2+ bu fermentlarda (masalan, enolaza) tarkibiy qo'llab-quvvatlash rolini o'ynashi mumkin.
Biologik diapazon, tarqalish va tartibga solish Hayvonlarda har xil hujayra turlari magniyning har xil konsentratsiyasini saqlab turishi isbotlangan. Bu o'simliklar bilan bir xilga o'xshaydi. Bu shuni ko'rsatadiki, har xil turdagi hujayralar o'zlarining noyob metabolik ehtiyojlariga qarab magniyning kirib kelishi va chiqishini turli yo'llar bilan boshqarishi mumkin. Erkin magniyning hujayralararo va tizimli konsentratsiyalari birlashgan tamponlash (ionlarni oqsillarga va boshqa molekulalarga bog'lash) va sukunatlash (ionlarni do'konlarga yoki hujayradan tashqari bo'shliqlarga etkazish) orqali ehtiyotkorlik bilan saqlanishi kerak. O'simliklarda va yaqinda hayvonlarda magniy ko'plab biokimyoviy reaksiyalarni faollashtiruvchi va vositachilik qiluvchi muhim signal ioni sifatida tan olingan. Ehtimol, buning eng yaxshi namunasi Kalvin siklida xloroplastlarda uglerod fiksatsiyasini tartibga solishdir. Magni ionihujayralar faoliyati uchun juda muhimdir. Oziq moddalarning etishmasligi ta'sirlangan organizmda kasallik keltirib chiqaradi. Bakteriyalar va xamirturush kabi bir hujayrali organizmlarda magniyning past darajasi o'sish sur'atining sezilarli pasayishiga olib keladi. Magniyning transportini taqillatadigan bakteriyalar shtammlarida normal parametrlar ionning juda yuqori tashqi kontsentratsiyasi ta'sirida saqlanib qoladi. Xamirturushda mitoxondriyadagi magniy etishmovchiligi ham kasallikka olib keladi. Magniy etishmovchiligi bo'lgan o'simliklar stressga javob beradi. Ochlik va o'simliklarning magniyga haddan tashqari ta'sir qilishining birinchi kuzatilgan belgilari fotosintez tezligining pasayishi. Bu xlorofil molekulasidagi Mg 2+ ionining markaziy holatiga bog'liq. Magniy etishmovchiligining o'simliklar uchun keyingi oqibatlari o'sish va reproduktiv hayotiylikning sezilarli pasayishi hisoblanadi. Magniy o'simliklar uchun ham toksik bo'lishi mumkin, garchi bu odatda faqat quruq sharoitda kuzatilsa. Xlorofill molekulasining fazoviy to'ldiruvchi modeli, xlorin guruhining markazida magniy ioni (yorqin yashil) ko'rinadi.Hayvonlarda magniy etishmovchiligi (gipomagnezemiya) atrof muhitda magniy mavjud bo'lganda kam uchraydi. Kavsh qaytaruvchi hayvonlarda, ayniqsa boqilayotgan maysalarda magniy borligiga qarshi, bu holat o'simlik tetaniyasi deb nomlanadi. Gipomagnezemiya mushaklarning kuchsizligi tufayli muvozanatni yo'qotish deb ta'riflanadi. Odamlarda genetik jihatdan bog'liq bo'lgan bir qator gipomagnezemiya kasalliklari ham aniqlangan. Magniyfa haddan tashqari ta'sir qilish alohida hujayralar uchun toksik bo'lishi mumkin, ammo bu ta'sirlarni eksperimental tarzda ko'rsatish qiyin. Gipermagnezemiya, qondagi magniyning ko'pligi, odatda buyrak funktsiyasining yo'qolishi natijasida yuzaga keladi. Sog'lom hayvonlar siydik va najasda ortiqcha magniyni tezda chiqarib tashlaydi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
