Тиббий биология ва генетика Тиббиёт олийгохи талабалари учун дарслик

Нуклеин кислоталар
Нуклеин кислоталар моно- ва полинуклеотид кўринишида бўлиб, ҳужайра қуруқ массасининг 1-5 %ини ташкил қилади. Мононуклеотид битта пурин(аденин-А , гуанин-Г) ёки пиримидиндан(цитозин-Ц, тимин-Т, урацил-У) иборат азотли асос , 5 углеродли қанд(рибоза ёки дезоксирибоза) ва 1-3 фосфор кислота қолдиғидан иборат.
Нуклеотидларнинг номи уларнинг таркибига кирувчи (аденинли рибонуклеотид, тимидинли дезоксирибонуклеотид), асоснинг тури ва пентоза билан белгиланади. Фосфат гурухлар сонига қараб моно-, ди- ва трифосфат нуклеотидлар фарқланади. Масалан: аденозинмонофосфат-АМФ, гуанозиндифосфат-ГДФ, уридинтрифосфат-УТФ, тимидинтрифосфат-ТТФ ва бошқалар.
Мононуклеотидлар хужайрада жуда мухим функцияларни бажаради. Улар энергия манбаи хисобланади, чунки АТФ универсал бирикма бўлиб унинг энергияси барча хужайра ичи реакцияларида ишлатилади, ГТФ энергияси рибосомаларнинг оқсил синтезлаш фаолияти учун зарур. Нуклеотидларнинг хосилалари айрим кимёвий гурухлар учун ташувчи бўлиб хизмат қилади, масалан: НАД(никотинамиддинулеотид)- водород атомларининг ташувчиларидир.
Аммо нуклеотидларнинг энг мухим роли полинуклеотидларни РНК ва ДНК (рибонуклеин ва дезоксирибонуклеин кислоталарни) йиғиш учун қурилиш блоклари бўлиб хизмат қилишидир.
РНК ва ДНК ўзида 70-80 дан 10⁹ гача мононуклеотидлар сақловчи чизиқли полимерлар ҳисобланади,улар бир-бирлари билан ковалент фосфодиэфир боғлари билан боғланган бўлиб битта нуклеотиднинг пентозаси гидроксил гурухи ва кейинги нуклеотид фосфат гурухи орасида жойлашади. Ҳосил бўлган полинуклеотид занжири қанд ва фосфатдан иборат бўлиб унинг тўрт турдаги азотли асоси бўлади. ДНК ва РНК нинг полинуклеотидли занжирлари бир-биридан ўлчами, қанд тури ва нуклеотид таркибидаги пиримидинли асоси билан фарқланади.
РНК нинг нуклеотиди 5 углеродли қанд-рибозадан, тўртта азотли асосларидан (аденин, гуанин,урацил ёки цитозин) бири ва фосфат кислота қолдиғидан иборат. ДНК таркибига кирувчи нуклеотидларга 5 углеродли қанд-дзоксирибоза, азотли асослардан(аденин, гуанин, тимин ёки цитозин) бири ва фосфат кислота қодиғи киради.
Рентген структуравий таҳлилларнинг кўрсатишича, кўпчилик тирик организмларнинг ДНК молекуласи (айрим фаглардан ташқари) антипаралел йўналишдаги иккита полинуклеотид занжиридан иборат. Бунда уларнинг азотли асослари ичкарида, қанд фосфат гуруҳи эса ташқарида бўлади. Асослар ўзаро водород боғлари ёрдамида боғланиб, бир-бирини рўпарасида жуфт ҳолда жойлашади. Жуфтлашиш фақат комплементар (бир-бирига мос келувчи) асослар ўртасида бўлади: битта пуринли ва битта пиримидинли асослар ўртасида. Бунда аденин ва тимин иккита, гуанин ва цитозин эса учта водород боғи билан боғланади(48-расм).

48-расм.

ДНК молекуласи қўш занжир шаклида бўлиб, унда полинуклеотид занжир марказий ўқ атрофида буралган бўлади. ДНК занжири бир қатор кўрсаткичлари билан характерланади. Бунда нуклеотидлар оралиқ масофаси 3,4 А⁰ (0,2 нм) га тенг. Битта бурама занжир 10 жуфт комплементар нуклеотидларни тутади. Занжирнинг диаметри 20 А⁰ (2 нм) га тенг.

ДНК ўз-ўзидан кўпайиш – репликация (редубликация) ва жароҳатланган қисмларини тиклаш (репарация) хусусиятларига эга.

49-расм.
Репликация бир қатор ферментлар назоратида бир нечта босқичда кечади. У ДНК молекуласининг маълум бир нуқтасидан бошланади. Махсус ферментлар комплементар азотли асослар ўртасидаги водород боғларни бузади. Она молекула полинуклеотид занжирлари тарқалган ҳолатда сақланади ва янги синтез бўладиган занжир учун матрица бўлиб хизмат қилади(49-расм).
ДНК полимераза ёрдамида муҳитда мавжуд бўлган дезоксирибонуклеотидлар трифосфатларидан (дАТФ, дГТф, дЦТФ, дТТФ) она занжирига комплементар ҳолда қиз занжир йиғилади. Репликация ҳар икки она занжирда бир вақтда амалга ошади, аммо улар ҳар хил тезлик ва қисман фарқ билан боради. Бунда занжирларнинг бирида (устун турувчисида) қиз занжирини йиғиш узлуксиз кетади, бошқасида (орқада қолувчида) фрагмент ҳосил қилиш билан кетади. Кейинчалик синтезланган фрагментлар ДНК лигаза ферменти ёрдамида тикилади, натижада бир молекула ДНК дан иккита ҳосил бўлади. Уларнинг ҳар бири ўзида она ва қиз занжирларни тутади. Синтезланган молекулалар бошланғич ДНК молекуласига ва бир-бирига айнан ўхшаш нусхада бўлади. ДНК нинг бундай репликацияси ярим консерватив усули деб номланади ва қиз молекулаларда она молекулада ёзилган ахборотларни аниқ айнан ҳосил қилиш имконини беради.
Репарация деб ДНК молекуласи занжиридаги жароҳатларнинг тикланиш хусусиятига айтилади. ДНК нинг бошланғич ДНК структурасини тиклашда 20 га яқин оқсиллар иштирок этади. Улар ДНК нинг ўзгарган қисмларини аниқлаб, уларни занжирдан чиқариш ва нуклеотидлар кетма-кетлигини тўғри тиклаш ҳамда тикланган фрагментни ДНКнинг қолган молекуласига тикиш вазифасини бажаради.
ДНК нинг санаб ўтилган кимёвий структураси ва хоссалари унинг бажарадиган функцияларини белгилаб беради, яъни ДНК генетик ахборотларни ёзиб олади, сақлайди ва кўпайтиради ва уларни ҳужайра ва организмларнинг янги авлодларига тақсимлаш жараёнида иштирок этади.
Рибонуклеин кислоталар-РНК хилма-хил ўлчам, тузилиш ва функцияларга эга бўлган молекулалардир. Барча РНК молекулалари ДНК молекуласи маълум бир участкасининг нусхаси ҳисобланади. Уларнинг ДНК дан фарқи унга нисбатан калта ва битта занжирлилигидир(50-расм).
Матрицали ёки ахборотли РНК (мРНК, аРНК) ядрода РНК полимераза ферменти назоратида ДНКнинг ахборотлар кетма-кетлигига комплементар равишда синтезланади,бу ахборотлар рибосомага ташилиб, оқсил молекуласининг синтези учун матрица бўлиб хизмат қилади. Кўчириб оладиган ахборотлари ҳажмига қараб мРНК ҳар хил узунликда бўлади ва ҳужайрадаги барча РНК нинг 5 % ига яқинини ташкил қилади.
Рибосомал РНК (рРНК) асосан ядрочада рРНК генлари мавжуд жойларда синтезланади ва хилма-хил молекуляр массага эга бўлган рибосоманинг катта ва кичик субзаррачалари таркибига кирувчи молекулалар бўлиб ҳисобланади. рРНК ҳужайрадаги РНК ларнинг 85 % ини ташкил қилади.

50-расм.
Транспорт РНК (тРНК) ҳужайра РНК ларининг 10 % га яқинини ташкил қилади. тРНК нинг 40 га яқин тури мавжуд. Генетик ахборотларни тақсимлашда ҳар тРНК маълум бир аминокислотани бириктиради ва полипептид йиғиладиган жойга ташийди. Эукариотларда тРНК 70-90 нуклеотиддан ташкил топган ва беда барги кўринишида бўлади.