Тирик материя Ердаги тирик организмларнинг умумийлиги; инерт модда

А) Функционал ролига кўра:
1) органогенлар, организмда уларнинг 97,4% (С, Н, О, N, Р, S),
2) электролит фон элементлари (Na, К, Ca, Mg, Сl). Ушбу металл ионлари организмдаги умумий металл таркибининг 99% ни ташкил қилади;
3) микроэлементлар - ферментлар, гормонлар марказларининг биологик фаол атомлари (ўтувчи металлар).
Б) Организмдаги элементларнинг концентрациясига кўра биоген элементлар қуйидагиларга бўлинади: 1) макроэлементлар; 2) микроэлементлар; 3) ултрамикроэлементлар.
Таркиби тана вазнининг 0,01% дан ошадиган биоген элементлар макроэлементлар синфига киради. Буларга 12 та элемент киради: органогенлар, электролитлар фон ионлари ва темир. Улар тирик субстратнинг 99,99 фоизини ташкил қилади. Бундан ҳам ажаблантирадиган нарса, тирик тўқималарнинг 99% фақат олтита элементни ўз ичига олади: С, Н, О, N, Р, Ca.
К, Na, Mg, Fe, Сl, S элементлари олигобиоген элементлар деб таснифланади. Уларнинг таркиби 0,1 дан 1% гача.
Умумий таркиби тахминан 0,01% бўлган биоген элементлар микроэлементлар деб номланади. Уларнинг ҳар бирининг таркиби 0,001% ни ташкил қилади (10-3 - 10-5%) Микроэлементларнинг аксарияти асосан жигар тўқималарида учрайди. Жигар микроэлементлар депоси ҳисобланади. Баъзи микроэлементлар маълум тўқималарга мойилликни намоён қилади (йод - қалқонсимон без учун, фтор - тиш эмалига, рух - ошқозон ости бези учун, молибден - буйраклар учун ва бошқалар).
Таркиби 10-5% дан кам бўлган элементлар ултрамикроэлементлар деб номланади.
3. Бионоорганик кимё фанининг аҳамияти, вазифалари.
Бионоорганик кимё - бу айрим кимёвий элементларнинг (биринчи навбатда металларнинг) тирик табиатдаги ролини ўрганадиган кимё соҳаси.
Бионоорганик кимё (БНК) 20-асрнинг иккинчи ярмида биология, кимё, тиббиёт, биокимё, молекуляр биология ва бошқа фанларнинг кесишмасида пайдо бўлди.
Бионоорганик кимёнинг фан сифатида классик кимё, тиббиёт, токсикология ва овқатланиш фанлари соҳасидаги кўплаб экспериментал маълумотлар натижасида шаклланган.
БНК - анорганик кимё ва биокимё ўртасидаги ўзига хос "кўприк« вазифасини ўтайди.
БНК нинг асосий вазифаси тирик организмда физиологик ва патологик жараёнларнинг пайдо бўлиши ва ривожланишидаги кимёвий элементларнинг ролини ўрганишдир.
Шунинг учун БНК ва биокимё, тиббиёт, фармакология ва экология ўртасидаги яқин боғлиқлик кузатилади.
БНК нисбатан ёш фан соҳаси.
Кўплаб муҳим биологик жараёнлар бу нафас олиш, фотосинтез ва асаб импулсларини ўтказиш, кўплаб метаболик трансформациялар ва мушакларнинг қисқариши, шунингдек токсик ва мутаген таъсиридан ҳимоя қилиш ва бошқалар металларнинг иштирокини талаб қилади. Шунинг учун БНК металл элементларнинг тирик организмлардаги ролига алоҳида эътибор беради;
Кейинги йилларда БНК металларнинг тирик табиатдаги ролини ўрганадиган фан соҳаси деб номланди. Маълумки, металл ионларининг асосий функцияларидан бири бу уларнинг комплекслар ҳосил қилиш қобилиятидир, шунинг учун "БНC моҳиятан биокоординацион кимё (БКК)", К.Б.Яцимирский.
БНК ва БКК нинг асосий вазифалари
молекуляр даражада металларнинг (биринчи навбатда биометалларнинг) биолигандлар билан ўзаро таъсирини ўрганиш;
таркибидаги металларни ўз ичига олган табиий бирикмалар - металл оқсиллари, металл ферментлари, in vivo жонли равишда металларнинг транспорт ва тўпланиш муаммоларини ўрганиш,
биологик ва биокимёвий жараёнларни моделлаштириш;
тиббиётда БНК натижаларидан фойдаланиш: касалликларни аниқлаш, янги дори воситаларини яратиш ва уларнинг таъсир механизмини яратиш;
атроф-муҳитни муҳофаза қилишда, қишлоқ хўжалиги техникасида қўллаш.
4. Биологик тизимлардаги металлар ва лигандларнинг аҳамияти. Лиганд-биомолекула ва металл ионларининг умумий тавсифи. Кимёвий элементларнинг тирик организмдаги миқдорига таъсир қилувчи омиллар.
Биоген металлар даврий жадвалдаги турган ўрнига мос келадиган хоссаларга эга бўлсада, уларнинг биологик функциялари ҳар хил бўлади. Ишқорий металл ионлари координацион боғланишли бирикмаларни кам ҳосил қилади, организмнинг электролитлар муҳитини яратишда иштирок этади, органлар ва тўқималарда осмотик босимнинг фарқи туфайли моддаларни сўрилиш жараёнларини аниқлайди. Кам эрийдиган бирикмалар ҳосил қилувчи Cа²⁺ ионлари организмнинг "таянч" тизимлари: скелет, илик учун асос бўлиб хизмат қилади. Биометаллар тахминан 30% барча фермент системаларининг марказлари ҳисобланади. Масалан, осонликча гидролизланадиган металлар (Mg, Zn) ферментатив гидролиз реакцияларида қатнашади; ўзгарувчан валентлик ва ўзгарувчан координацион сонга (Cu, Fe, Mo) эга бўлган металлар кўплаб оксидланиш-қайтарилиш жараёнларини тартибга солади.
Биосфера - бу макро ва микро даражаларда ҳаракатчан мувозанатга эга муҳит. Биосферадаги элементлар ҳужайра ичидаги ёки ҳужайрадан ташқари бўшлиқда тарқалиши билан ажралиб туради. Масалан, ҳужайрадан ташқари элементлар Na, Ca, Cu, Mo, Cl, Si, Al
ҳужайра ичидаги элементлар K, Mg, Fe, Co, Zn, Ni, Mn, S, P, Se.
Агар геосферада Na⁺ и К⁺ ионлари ҳар доим бирга келса ва уларни ажратиш осон иш бўлмаса, биосферада бу ионлар ҳужайра мембраналарининг турли томонларига тарқалади. Ушбу ионлар ион каналлари бўйлаб ҳар икки йўналишда доимий равишда ҳаракатланади, бундан ташқари концентрация градиентига қарши, яъни пастроқ концентрациялар майдонидан юқори концентрацияга даражаларга қараб. Бундай схемалардан бирига кўра, калий-натрий насоси ишлайди. Насоснинг асосий вазифаси - барча тана тизимларида калий - натрий мувозанатини сақлаш. Ушбу мувозанат, биринчи навбатда, барча сўрилиш ва ажралиш жараёнларининг ҳаракатлантирувчи кучи бўлган биологик суюқликларнинг зарурий осмотик босимини ушлаб туришни таъминлайди; иккинчидан, ҳар бир орган ва тўқималарга хос бўлган рН қийматини сақлаб қолиш; учинчидан, натрий ва калий асаб импулсларини узатишда муҳим рол ўйнайди.
+2, +3, +4 оксидланиш даражаларини ва 4 ва 6 координацион сонларини намоён қилган темир ўз бирикмаларида жуда ҳаракатчан бўлиб, биолиганд координациясининг бир туридан бошқасига осонликча ўтади. Ташқи муҳитдан темирни боғлаш махсус лигандлар - сидерофорлар томонидан амалга оширилади; юқори организмларнинг биосуюқликларида темирнинг узатилиши ва айланиши, ферринлар билан биргаликда танадаги темирнинг тўпланиши учун жавобгар бўлган трансферрин оқсиллари ёрдамида содир бўлади. Оқсиллар орасида - юқори ҳайвонларда кислород ташувчиси бўлган темирнинг порфирин билан комплекси алоҳида ўрин тутади. Темир организмда икки хил шаклда мавжуд: "гем" (гемоглобин, миёглобин) ва "гем бўлмаган" (трансферрин) га бўлинади. Гем бўлмаганлар темирнинг "аккумуляторлари" ролини ўйнайди, бу темирга боғлиқ турли ферментларнинг (пероксидаза, каталаза) ишлаши учун зарурдир..