Xujayra komplaeksi, kimyoviy birikmalar biomolekulalar

Hujayra va tirik organizmlarning kimyoviy tarkibi. Hujayrada davriy sistemadagi 109 elementning 16 tasi doimiy, ba`zilari juda kam miqdorda uchraydi, kislorod — 65-75%, vodorod — 8-10%, uglerod — 15-18%, azot — 1,5-3%. Kislorod miqdori, ayniqsa ko`p bo`ladi, 98% ni tashkil etadi, ya`ni:

I) O, N, S, M, 5, R, K, Sa, Na, Md, S1, Re — makroelementlar;

II) So, Si, 2p, Mp, Mo, N1, Sy, 5g, Va, Ve, U,0<1, V1, R1, 5, V, TS
L, R, Sg kabi kam uchraydigan elementlar — mikroelementlar
deb ataladi. Barcha tirik organizmlar kimyoviy tuzilishiga,
o`ziga xos murakkab molekulalarni sintez qilishiga qarab,
jonsiz tabiatdan farq qiladi.

Suv (H2O) hujayrada eng ko`p uchraydigan modda, xujayra massasining 70% ini tashkil qiladi. Hayvonlar tanasining 60% ini; qon, o`t tarkibining esa 90% ini suv tashkil qiladi. Hujayradagi ko`pgana moddalar suvda erigan holatda, yoki suv qobigi bilan o`ralgan bo`ladi.

Suv molekulalari orasidagi vodorod boglari. Bunday tuzilma boshqa olekulalarning elektromanfiy atomlari bilan ko`plab vodorod boglari orqali boglanishiga olib keladi.

Suv — erituvchi. Suv molekulalari qutbli bo`lgani uchun juda ko`p molekulalar bilan birikadi. Suvda yaxshi eriydigan moddalar gidrofil birikmalar guruhini tashkil etadi. Suvda erimaydigan gidrofob moddalarga: yog, kletchatka, steroid, xolesterin, D - vitamini, karotinoidlar (o`simlik pigmenti) kiradi.

Suvda eriydigan neytral organik birikmalarga: spirtlar, aldegidlar, ketonlar, kislotalar, aminlar kiradi. Bu moddalarning eruvchanligi suv molekulalarining qand va sprft gidroksil guruhlari bilan vodorod boglari hosil qilishidan kelib chiqadi. Vodorod boglari oqsil va nuklein kislota molekulalarini ham ma`lum shaklda saqlashda ipggarok etadi.

Vodorod boglari bir molekula ichida yoki qo`shni molekulalar orasida MN guruh vodorodi va karbonil guruh (SO) ning kislorodi orasida hosil bo`ladi.

Suv molekulalarining juda ko`p kimyoviy reaktsiyalarda aktiv qatnasha olishining sababi—uning qutbliligidir.

Hujayra membranasi suvda erimaydigan lipidlardan tuzilgan.

Anorganik tuzlar. Sitoplazma va organizm suyuqliklarida anorganik tuzlar mavjud KQ, NaQ, SaQ, MdQ kataonlari — bular biologak suyaklarda mavjud. N3Q bilan KQ ionlari hujayra ichida va hujayra suyuqliklarida teskari taqsimlanadi. Na ionlarining kontsentratsiyasi hujayra ichida kam, atrof-muhitda, masalan, qon plazmasida ancha ko`pdir. Ionlarning bunday notekis taqsimlanipsh hujayraning normal ishlashi uchun zarurdir. Hujayra tirik ekan, uning tashqarisidagi va ichkarisidagi ionlarning bu nisbati hech qachon o`zgarmaydi. Hujayra nobud bo`lgandan keyin uning ichidagi ionlarning mikdori bilan muhitdagi miqdori tez oradatenglashib qoladi. Hujayradagi ionlar uning normal ishlashi uchun, hujayra ichidagi reaktsiyalar o`zgarmay doimo bir xilda turishi uchun, muhim ahamiyatga ega. Hayotiy jarayonlarda kislotalar bilan ishqorlar doimo hosil bo`lib turishiga qaramay, hujayrada reaktsiya normadan kuchsiz miqdoriy, deyarli neytral bo`ladi. Hujayrada bo`ladigan kuchsiz kislota anionlari (NSO~, NRO2~) va kuchsiz kislotalar (N2SO2) shuni ta`minlaydi, ular vodorod ionlarini boglab oladi va ajratib berib turadi, shuning natijasida hujayra ichki muhiti o`zgarmay qolaveradi.

Anorganik moddalar hujayrada faqat erigan holatda emas, balki qattiq holatda ham bo`ladi. Jumladan, suyak to`qimasining pishiqligi va qattiqligi kaltsiy fosfatga bogliq bo`lsa, mollyuskalar chiganogining pishiqligi va qattiqligi kaltsiy karbonatga bogliq.

Biomolekulalar hujayra tuzilma elementlarining tuzilishida, ularda boradigan biokimyoviy jarayonlarni energaya bilan ta`minlashda asosiy o`rinni egallaydi.

Hujayra tuzilishida oqsillar, nuklein kislotalar, lipidlar vauglevodlar alohidao`rin tutadi. Ayniqsa, oqsillar va nuklein kislotalarning xujayra hayotida ahamiyati katta. SHuningdek, oqsillar plastik (qurilish) vazifasini bajaruvchi, nuklein kislotalar esa nasliy axborotni tashuvchilardir. Hujayrada yana yuzlab, xilma-xil o`rtacha molekulyar massaga ega bo`lgan birikmalar: vitaminlar, gormonlar, kofermentlar, nukleotidlar, aminlar, kichik peptidlar mavjuddir. Ular mikdoriy jihatdan kam bo`lsa ham, muhim rol o`ynaydi.

Oqsillar organizmda muhim ahamiyatga ega bo`lganhimoya vazifasini bajaradi.

Oqsillar biosintezi ribosomalarda o`tadi. Hujayrada kechadigan barchajarayonlar oqsillar inggarokida boshqariladi

Ribosomadagi oqsil biosintezi:

1-aminokislotalar tartibi; 2-nuklein kislotalar tartibi.

Barcha tirik organizmlarda mavjud bo`lgan necha o`n minglab oqsillarning har biri timsoli yo`q, o`ziga xos tuzilishga ega bo`lib, uning hujayradagi qanchadan-qancha har turli molekulalari orasidan ma`lum bir molekulani taniy oladigan va shuni tanlab turib, u bilan o`zaro ta`sir qiladigan faol markazi bor. Oqsillarning ana shunday xossasi tufayli hayotiy jarayonlar davom etib boradi.

Oqsillarda S, N, N. O, 5, R kabi elementlar topilgan. Oqsillarning tuzilishi to`grisidagi birinchi nazariyani N. Mulder (1802-1880) taklif etgan. Mulder bularning tarkibiga qarab turib, bitta oltingugurt (5), fosfor (R) yoki shularningikkalasi birgalikda birikkan bir nechta S4ON,0O2 guruxlari (radikallari) mavjud, degan xulosaga keldi.

Mulder ana shu guruhni belgilash uchun «protein» (yunoncha «rgo1et»— birinchi degan so`zdan olingan) terminini taklif etdi. U organik olamda mavjud bo`lgan jismlarning shak-shubhasiz, eng muhimi va chamasi, usiz sayyoramizda hayot bo`lishi mumkin emas, deb tushuntiradi.

1820 yidda frantsiyalik olim A. Brakonno hayvonlarning

risiva boshka to`tsimya natijasida kristall modda cho`kib tushdi. Olim shu moddaga glikogol («elim qandi») deb nom berdi. Bu oqsillardan ajratib olingan dastlabki aminokislota edi, XIX asrning oxirlariga kelib, o`ndan ortiq aminokislotalar ajratib olindi. Oqsillar gidrolizini o`rgangan nemis olimi Robert Fisher (1852-1919) oqsillar aminokislotalardan tuzilganligani aygab o`tdi va XX asrning boshlarida oqsillar tuzilishiniig p e p t i d nazariyasini yaratdi. XX asrning oxirlarida kristall holatidaga dastlabki oqsillar olindi (moddalarning tozaligi — gomogenligi deyiladi).

1930 yilda D. Samner kanavaliya uruglaridan ureaza oqsilini (fermentini) kristall holda ajratib oldi. 1930-31 yillarda D. Nortrop va M. Kunits pepsin va tripsin kristallarini hosil qilishdi. 50 - yillardan keyin oqsillarni sintez qilish tez-tez uchraydigan hodisaga aylanib qoldi. Oqsillar o`simliklar, hayvonlar mikroorganizm-laridan maxsus usullarda ajratib olinadi. Mikroorganizm-lardan oqsil ajratib olishda xujayra suspenzyyasiga maxsus usullar yordamida yuqori bosim ostida a z o t berilib («azot bombasi» usuli), tezda bosim pasaytiriladi. Bunday xujayra oson parchalanib, oqsil eritmaga o`tadi. Odatda oqsillardan tabiatiga qarab, tuzlar va har xil organik eritmalar ajratib olinadi. Oqsillarning eruvchanligi eritma rN ga bogliq. SHuning uchun, ko`pincha tuzlar bufer eritmalar yordamida ajratib olinadi. Proteinlar organizm quruq moddasining 50 - 80% ini tashkil etadi. Tirik organizmlarda, xususan odam va sut emizuvchi hayvonlar organizmida moddalar almashinuvining boshqarilishida gormonlar deb ataladigan, yuqori biologik faollikka ega bo`lgan moddalar muhim rolo`ynaydi. Bir qator gormonlar oqsilyoki polipeptid xarakterli moddalardir.

Ba`zi oqsil tabiatli moddalar — bakteriyalar zahari, ilonlar, arilar zahari, ritsin yuqori darajali faollikka ega bo`lib, hayvonlar va odamlar uchun juda xavflidir. Bu oqsillar tarkibidagi aminokislotalarning izchiljoylashuvi, hosil bo`lgan zanjirning fazoviy tuzilishi, ya`ni konformatsiyasi barcha biologik faolliklar va ta`sirlar sababchisidir. Oqsillar va nuklein kislotalar hujayra hayotida aloxdda o`rin tutadigan biopolimerlardir.

Hujayrada yuzlab xilma-xil o`rtacha molekulyar massaga ega organik birikmalar bo`lib, vitaminlar, gormonlar, kofermentlar, nukleotidlar, aminlar, kichik peptidlar ham mavjud. Ular mikdor jihatidan kam bo`lsalar ham, hujayrada kechadigan jarayonlarni boshqarishda, tartibga solishda muhim rol o`ynaydi.