portal.guldu.uz-БИОКИМЁ (1). Учебнометодический комплекс по "Биохимия" подгатовленной на основе современной педтехнологии. Настоя щ ий комплекс подготовлен
 Скачать 4.32 Mb.
|
|
1- савол бўйича дарс мақсади: Ферментларнинг таркиби, тузилиши ва кашф этилиш тарихи ҳақида маълумотлар бериш. Идентив ўқув мақсадлари. 1.1 Ферментларнинг аҳамиятини тушинтириб бера олади. 1.2 Ферментларнинг таркибини айтиб бера олади. Ферментларнинг ўрганилиш тарихини изоҳлаб беради. Биринчи савол баёни: Ферментлар ёки энзимлар барча тирик организмларнинг ҳамма хужайралари ва тўқималарида мавжуд бўлиб, турли куринишдаги кимёвий бирикмаларни хосил килиш, парчалаш каби минглаб кимёвий реакцияларни амалга оширишда биологик катализаторлар вазифасини бажарадиган ута махсуслашган оқсиллардир. Тирик организмларнинг хаёт фаолияти учун зарур моддаларни узгартира олиш ферментларга богликдир. Организм билан ташки мухит орасидаги моддалар алмашинуви процессида ферментларнинг гоят катта аҳамияти бор. Хусусан организмнинг овкатланиши, ташки мухитдан моддаларини узлаштириб олиши хазил йули шираларида бўладиган процесслар ферментлар иштирокида юзага чикади. Овкатнинг хазм булишигина эмас, балки озик моддаларнинг хужайраларда истеъмол килиниши, юқори молекуляр моддалардан кимёвий энергия ажралиши, тўқималарнинг кислород кабул килиши, СО2 хосил булиши ҳамда тўқима ва хужайралардаги бошқа жараёнлар ҳам ферментлар иштирокида юзага чикади. Ферментлар шундай мухим, жумбокли жараёнларини юзага келтирадики, биз буни «хаёт» ёки «тирик мухит» деб атаймиз. Ферментлар хакидаги таълимот фанга энзимология (ёки ферментология) сифатида кириб келди. «фермент» сузи лотинча fermentum (ачитки) деган суздан олинган, «энзим» сузи юнонча enzyme, яъни “эритаман” деган суздан олинган. Энзимология фани органиқ, анорганиқ, физик, кимё, физиология, таксикология, микробиология, фармакология ва шу каби катор фанлар билан боғланган ҳолда ривожланиб бормокда. Ферментларнинг урганиш биологиясининг ҳамма сохаси учун ва шунингдек халк хужалиги ва медицина фойдаланадиган хар хил катализаторлар, антибётиклар, витаминлар биологик фаол моддалар тайёрлаш билан боглик бўлган кимё, озик-овкат ва фармацевтика саноатлари учун мухим аҳамиятга эгадир. Саноатнинг кўпгина тармокларида ферментларнинг амалий аҳамияти бекиёсдир: масал, вино тайёрлашда, спирт, нон, пишлок, органиқ кислоталар, аминокислоталар, витаминлар, антибётиклар олишда ва бошқа кўпгина корхоналарда ферментлар кенг қўлланилади. Бундан кўп йиллар илгари олимлар биологик катализаторлар-ферментларнинг тузилиши ва хоссаларини урганаётган вакилларида ферментларида оқсилга хос хусусиятлари борлигини пайкадилар. Аввалига олимлар буни фермент ва оқсилнинг аралашмаси бўлса керак деган фикрга келдилар келдилар ва ферментни оқсилдан ажратиб олишга уриндилар, аммо буни иложи булмади. Нихоят, 1926 йилда Америкалик биокимёгар Самнер мочевинани (сийдик таркибида бўладиган кристалл модда) таркибий кисмларга ажратадиган ферментнинг нихоятда тоза, хар кандай ифлосликлардан мутлако холи кристалларини ажратиб олди. Бу кристаллар ҳам тоза оқсил бўлиб чикди. Шундай килиб Самнер, фермент – бу оқсил эканлигини биринчи марта курсатиб берди ва бу ихтироси учун Нобель мукофотига сазовор булди. Ферментларнинг киздирилганда фаоллиги йуколиши эрувчан оқсилларнинг иссиклигикдан денатурациялашига нихоятда ухшаб кетади. Ферментлар таъсирининг жуда специфик булиши ҳам ферментлар специфик оқсиллардир, деган тушунчага зид келмайди, чунки оқсилларгина иммунобиологик жихатдан, хаддан ташкари узига хос булиши билан ажралиб туради. Нихоят, ферментлар узининг кимёвий жихатига кура оқсиллар экан, демак, улар худди оқсиллар сингари юқори молекуляр бирикмалар жумласига кириши ва шунга яраша уша моддаларга хос бўлган бир қанча махсус хоссаларига эга булиши керак. Простетик группаларининг баъзи холларида қийинчилик билан ажраладиган ва фермент молекуласида оқсил билан жуда махкам боғланган булиши аниқланган, бошқа холларда эса, аксинча улар масалан, диализ йули билан оқсилли кисмдан осон ажратиб олиши мумкин. Баъзи оқсилларнинг фермент молекуласидаги простетик группа билан номланиши шу кадар омонат бўладики, фермент эритмасида бир томондан диссоциацияланмаган фермент молекулалари билан, иккинчи томондан оқсиллар ва простетик группалар уртасида харакатчан мувозанат карор топади. ФЕРМЕНТ=ОҚСИЛ+ПРОСТЕТИК ГУРУХ Простетик группа системадан чикариб ташланганида (масалан, диализ йули билан) узларининг таркибий кисмларига осон диссоциацияланадиган фермент-протеидларнинг айрим компонентларини белгилаш учун бир қанча терминлар кабул килинган. Баъзи олимларнинг таклифига мувофик ферментларнинг бутун фаол комплекси холофермент (ёки холоэнзин) деб аталадиган булди. Термолабил оқсилли кисмларга эса апофермент (апоэнзин) деб ном берилади. Термолабил гурухчасига эса кофермент (ёки коэнзин) деган ном берилди. Аминокислоталар оқсил молекуласида пептид боглар – NCO-NH- оркали боғланади ва бу боглар кетма-кет давом этиб, аминокислота колдикларнинг навбатлашиб бориши тартибини (изчиллигини) ташкил этади. Бундай бирикма полипептид деб аталади. Хозиргача маълум ферментлар сони нихоятда кўплигидан (улар сони йилдан-йилга кўпайиб бормокда), шунингдек, улар классификацияси ва номенклатураси жуда чалкаш бўлганлигидан 1956 йил Халкаро кимёгарлар иттифоки ферментлар буйича махсус комиссия таъсис этиб, унга ферментларнинг рационал систематикаси принципини ишлаб чикиш топширилди. Ушбу комиссиянинг 5 йил давом этган ишида турли мамалакатларнинг биокимёгар олимлари иштирок этди. Таъсис этилган комиссиянинг хулосаси буйича барча ферментлар 6та асосий синфга булинади. Ферментларнинг синфларга булиниши.
Ферментларни бошқа катализаторлардан ажратиб турадиган энг характерли хусусиятлари, улар таъсирининг нихоят даражада узига хос специфик булишидир. Хар бир фермент жуда тайинли бир субстратга (ёки чекланган сондаги субстратларга) ёки булмаса молекуланинг муайян типдаги химиявий богига таъсир курсатади холос. Мазкур фермент таъсири курсатадиган бог ёки химиявий группача турли бирикмаларда учрайдиган бўлса, шу бирикмаларнинг ҳаммаси (ёки локал бир кисми) битта ферментнинг таъсири остида узгаришга учраб, хар турли махсулотлар хосил қилади дейиш ҳам мумкин. Ферментлар таъсирининг спецификлиги кўпинча шу билан ҳам ифодаланадики, бир нечта стереоизомерлар бўлса, фермент шундан факат биттасига таъсир қилади холос. Хуш, нима учун хар бир фермент махсус олинган моддадагина (субстратга) таъсир қилади ёки моддаларни танлаб катализлайди? Ферментларнинг химиявий таркибини урганиш билан боглик бўлган кўпгина изланишлар, ферментларнинг субстратларга нисбатан махсуслиги ва каталитик хоссалари фермент молекуласида полепептид занжирчасининг муайян фаол марказлари ёки фаол кисмлари борлигига боглик эканлигини аниқланади. Маълум булишича бу фаол марказлар полипептид занжирдаги аминокислоталардан бирининг маълум бир кисми экан. Ферментларнинг фаол марказидан шартли равишда фарк килинадиган каталитик марказ борки, қайсиким бу марказ субстрат билан таъсир килиб, субстратни фаол марказига нисбатан мойиллигини таъминлайди ва фермент-субстрат комплексини вужудга келтиради. Ферментларнинг фаол маркази хакида яхширок тушунчага эга булиш учун холинэстераза ферментининг фаол маркази устида бир оз тухталамиз. Ферментлар фаоллигини тухтатувчи игибиторлар ёрдамида ҳам фаоллик марказини топиш мумкин. Жумладан, диизопропилфторфосфат (нерв захари сифатида) ни кулланиши ацетилохолинни холин ва сирка кислотагача парчаловчи холинэстераза ферментларини фаол маркази аниқланган. Фермент молекуласида фаол марказдан ташкари яна шундай марказ (ёки марказлар) борки, бундай марказлар ана шу фермент фаоллигини оширувчи ёки сусайтирувчи муайян метаболитларни кайтар тарзда бириктириб олади. Бундай марказлар аллостерик (бошқа жойга урнашган) марказлар деб айтилади. Аллостерик марказга бирикувчи метаболитлар эса эффекторлар ёки модификаторлар дейилади. Аллостерик марказга эга бўлган ферментлар аллостерик ферментлар дейилади. Аллостерик ферментлар одатда, иккита ёки ундан кўпрок суббирликлардан тузилгандир. Суббирикманинг биттасида каталитик марказ (каталитик суббирлик), иккинчисида регулятор марказ (регулятор суббирлик) бўлади. Муҳокама учун саволлар: 1. Ферментлар қандай тузилишга эга? 2. Ферментлар классификацини изоҳланг? 3. Ферментлар тарихини айтиб беринг? Фойдаланилган дарслик ва ўқув қўлланмалар рўйхати: Асосий: 1.Тўрақулов Ё.Х. Биохимия. Тошкент. «Ўзбекистон», 1996. 2.Ленинжер А. Основы биохимии. 3-жилдли, М., Мир, 1984. 3.Филипович Ю. Основы биохимии. М., Высшая школа, 1985. 4.Қосимов А. ва бошқалар. Биохимия. Тошкент. Ўқитувчи, 1987. Қўшимча 1. Николаев А.Н., Султанов Р.Г. «Биохимиядан амалий машғулот». Т. 1989. 2. Алейникова Т.Л. «Руководство к практическим занятиям по биохимии». М. 1987. 3. Шапиро Д.К. «Практикум по биологической химии», М., Высшая школа. 1976. 4 . www. Referat. Ru; 2- савол бўйича дарс мақсади: Ферментлар таъсир механизми ҳақида маълумотлар бериш. Идентив ўқув мақсадлари. 1.1 Ферментлар катализини тушинтириб бера олади. 1.2 Оралик бирикмалар назарияси айтиб бера олади. Иккинчи масала баёни: Биологик катализаторлар булмиш ферментларнинг таъсири тугрисидаги тушунчалар узок вакт олимларнинг тортишувига сабаб бўлиб, ферментлар таъсири механизмини тушунтириб берадиган бир неча назариялар пайдо булди. Ферментларнинг таъсир этиш механизми. Оралик бирикмалар назарияси. Бу назария 1898 йилида М. В. Ненцикий томонидан илгари сурилиб 1903 йилида В,Анри 1913 йилида Л,Михаэлис ва М,Ментен томонидан ривожлантирилди. Бу назарияга асосан реакцияга киришувчи моддалар билан катализатордан бекорга оралик бирикмалар хосил булиши назарда тутилган. Бекарор фермент (ёки энзим) субстрат комплексларининг ферментатив катализ механиизмида хал килувчи аҳамиятга эга деб хисобланади. Д,Браун (1902) ферментатив рекацияда фермент-субстрат хосил булиши процессини туртта боскичга булди: биринчи боскичда субстрат (ёки субстратлар) билан фермент узаро бир-бири билан ион, ковалент ёки бошқа кимёвий бог воситасида боғланиб, бирикма (ёки комплекс) хосил қилади: иккинчи боскичда фермент субстрат бирикмасидаги субстрат фермент таъсирида структтуравий ёки молекуляр узгаришга учрайди, кимёвий реакцияга киришишга мойиллиги ортади; учинчи боскичда узгаришга учраган субстрат кимёвий реакцияга кириша бошлайди ва нихоят туртинчи боскичда хосил бўлган махсулот фермент-махсулот комплексидан аааажралади. Агар ферментни Е билан субстратни S билан ва реакция махсулотини Р билан ифодаласак, унда реакция процессини куйидаги схема оркали курсатиш мумкин. S+Е⇄ SE ⇄ ЕР⇄ Е+Р Фермент булмаганида S→Р реакцияси амалда юзага чикмайди. Фермент-субстрат комплекслари жуда хилма-хил типдаги боглар: ковалент боглар, водород кўприклари, айрим кутбли группалар уртасидаги вандервалс тортилиш кучлари иштироки билан хосил булиши мумкин. Катализда бекор оралик бирикмалар хосил булишини кўпчилик холларда тажриба йули билан курсатиб бериш мумкин бўлади. Фермент моделлари деган бир қанча моделларни урганиб чиккан Лангенбек мана шу фикрларни ривожлантирди ва ферментатив процессларга мос килиб конкретлаштирди. Фермент катализаторлигида борадиган реакциялардан бири ацетилхолиннинг гидролизланиш реакциясидир. Бу бирикма нерв импульсларини ўтказишда медиатор (оралик мухит) вазифасини утайди: яъни бунда нерв толаларининг учида ацетилхолиннинг ажралишига жавобан нерв хужайраларининг кузгалиш холати кузатилади. Бу процесс тухтовсиз давом этиши учун ажралган ацетилхолин (1-2 мкг) тулик парчаланиши керак. Ацетиохолиннинг парчаланиши унинг гидролизланиши билан ошиб, гидролизланиш факат ацетилхолинэстераза ферменти иштирокида амалга ошади. Ацетилхолинэстераза  СН3– С(О)–О–(СН2)2 – N(СН3)3 +Н2О  СН3– СООН + НО– СН2-СН2 - N (СН3)3 Сирка кислотаси холин Маълумки, кимёвий кинетика кимёвий реакциялар тезлиги х ваакидаги таълимотдир. Ферментатив реакциялар тезлиги вакт бирлиги ичида реакцияга киришувчи моддалар концентрациясининг камайиб бориши ёки реакция махсулотларнинг кўпайиб боришига караб улчанади. Ферментатив реакциялар, реакцияга киришувчи моддалар концентрацияси қанча кўп бўлса, реакция шунчалик тез боришлигига асосланган конуниятга буйсинади. Виктор Анри бошлаган 1913 йилида Л. Михаэлис ва унинг шогирди М,Ментен давом эттиришади. Ферментатив реакция тезлиги вакт бирлиги ичида субстрат камайиб бориши ёки Р махсулот кўпайиб боришига караб улчанади. K+1   E + S ES (a) k-1 Бу реакция мувозанати константаси субстрат константаси деб аталади: К=k-1/k+1=[E][S]/[ES] (б) (а) ва (б) реакциялардан куриниб турибдики, комплекс ЕS факат битта (k1 константани) реакцияда хосил бўлади ва иккита реакцияда Е билан S га (k-1 константали реакцияда) ва Е билан Р га (k-2 константали реакцияда) парчаланади: k+1 k+1 E  +S ES E+P (1) k+1 Бу тенгламага кура бир молекула субстрат бир молекула фермент билан реакцияга киришади Ks=k-1/k+1 (2) Агар фермент субстрат бирикмасининг диссоциаланиш константаси катта бўлса, k – 1 нинг микдори катта бўлиб, k + 2 ники эса кам бўлади. [S] ([Eo] – [ES] = Ks [ES] (3) [Eo] – ферментларнинг умумий бошлангич концентрацияси; [ES] – фермент-субстрат бирикмасининг концентрацияси; [Eo][ES] – эркин ҳолдаги фермент концентрацияси. [ES]=[Eo] ([S]/Ks+[S]) (4) [ES] = [Eo] бўлганида V/Vmax = [ES]/[Eo] (5) [ES]/[Eo] к [S]г(Ks + [S] (6) бунда биз куйидагига эга буламиз: V/Vmax = {S]/(Ks + [S] ёки V=Vmax * [S]/(Ks + [S]) (7) Одатда Vmax V харфи билан ифодаланади. Бунда куйидаги охириги куринишга эга буламиз. V/Vmax = [S]/(Ks + [S]) (8) Бу тенглама Михаэлис-Ментен тенгламаси деб юритилади. Михаэлис-Ментен тенгламаси Лайнуивер ва Берк томонидан хар хил [S] концентрацияларида V ни ётик тугри чизик оркали ифодалаш мумкинлигини курсатишди. Лайнуивер-Берк методикасига кура Михаэлис-Ментен тенгламаси куйидаги куринишни олади: 1/v = 1/V*(Ks + [S])/[S] 1/v = 1/V * ((Ks/[S]) + 1) (9) Бошқача куринишда буни куйидагича ёзиш мумкин: 1/v = (Ks/V) * (1/[S]) + 1/V (10) Бу Лайнуивер-Берк тенгламаси (10) бўлиб, Михаэлис-Ментен тенгламасининг тескари куринишидир. Хозирги вактда у ёки бу ферментга кинетик характеристика беришда Лайнуивер-Берк методикасидан кенг фойдаланилмокда. Бу уринда Михаэлис-Ментен тенгламасидан фойдаланиб булмайди. Михаэлис-Ментен тенгламаси маълум даражада чегараланган бўлиб, ферментатив реакцияларнинг факат биринчи боскичи учун қўлланилади. Аслида ферментатив реакцияларнинг янада тугрирок схемасини куйидагича ёзиш мумкин: k – 1 k – 2  E + S ES E + P k-1 k – 2 Муҳокама учун саволлар: 1. Ферментларнинг умумий назарияси качон яратилди? А. 1936 й. В. 1946 й. С. 1913 й. Д. 1896 й. 2. Михаилис Ментен тенгламаларини изоҳлаб бетинг? 3. Фаол марказ фермент молекцуласининг каерида бўлади? А. ичида В. ташкарисида С. ботигида Д. уртасида Мавзу бўйича ечимини кутаётган илмий муаммолар. Ферментларнинг фаолиятини тўлиқ ўрганиш. Турли фермент синфи вакилларининг ўзаро боғлиқлигини ўрганиш? Фойдаланилган дарслик ва ўқув қўлланмалар рўйхати: Асосий: 1.Тўрақулов Ё.Х. Биохимия. Тошкент. «Ўзбекистон», 1996. 2.Ленинжер А. Основы биохимии. 3-жилдли, М., Мир, 1984. 3.Филипович Ю. Основы биохимии. М., Высшая школа, 1985. 4.Қосимов А. ва бошқалар. Биохимия. Тошкент. Ўқитувчи, 1987. Қўшимча 1. Николаев А.Н., Султанов Р.Г. «Биохимиядан амалий машғулот». Т. 1989. 2. Алейникова Т.Л. «Руководство к практическим занятиям по биохимии». М. 1987. 3. Шапиро Д.К. «Практикум по биологической химии», М., Высшая школа. 1976. 4 . www. Referat. Ru; 4-мавзу: Нуклеин кислоталарнинг тарихи, тузилиши, таркиби ва турлари функцияси. Фанни ўқитиш технологияси: “Нуклеин кислоталарнинг тарихи, тузилиши, таркиби ва турлари функцияси” мавзусидаги маъруза машғулотининг технологик харитаси
Асосий саволлар: Нуклеин кислоталар ўрганилиш тарихи ва тузилиши. ДНК ва РНКнинг тузилиши. Мавзуга оид таянч тушунчалар ва иборалар: Нуклеин кислота, азот асоси, нуклеотид, нуклеозид, аденин, гуанин, цитозин, урацил, тимин, ДНК, РНК транспорт РНК, рибосомал РНК, информацион РНК. Мавзуга оид муаммолар: 1. Нуклеин кислоталарнинг тузилиши молекуляр даражада ўрганши. 2. Оқсил бисинтези жараёнида рибосомалРНКнинг ролини ўрганиш. 1- савол бўйича дарс мақсади: Нуклеин кислоталарнинг ўрганилиш тарихи ҳақида маълумотлар бериш. Идентив ўқув мақсадлари. 1.1 Нуклеин кислоталарнинг аҳамиятини тушинтириб бера олади. 1.2 Нуклеин кислоталарни ўрганиш тадқитод ишларини айтиб бера олади. 1.3 Нуклеин кислоталарнинг ўрганилиш тарихини изоҳлаб беради. Биринчи савол баёни: Биокимёда нуклеин кислоталар алохида уринда туради. Биокимёнинг пайдо булишининг узиек нуклеин кислоталар билан олиб борилган ишларга богликдир. Ана шу соханинг узида бундан 35-40 йил илгари хаетнинг энг мухим томонлари механизми ирсиятни тушунтиришга имкон берадиган кашфиетлар килинган. Бу кашфиетлар ХХ аср фанининг буюк ютукларидан эди. Нуклеин кислоталар устидаги текширишлар биологиянинг бир катор янги сохаларининг - молекуляр биология, бионика, биокибернитиканинг пайдо булиши ва авж олиб ривожланишига сабаб булди ва биологиядаги текшириш ишларига кўплаб илмий куч жалб этди. Нуклеин кислоталарнинг кашф этилиши Швейцариянинг Базел шахрида яшовчи врач Фридрих Мишер номи билан боглик. У йирингни кимевий таркибини урганиши жараенида, йирингни ташкил қиладиган кон элементлари - лейкоцитлар ядросидан номаълум бирикмалар ажратиб олди. Олинган бирикмалар таркибан 6% фосфорга, 14% азотга эга экан. Ф.Мишер бу бирикмаларни ядродан ажратиб олгани учун унга "нуклеин" (лат. "нуклеус" ядро) номини берди. Ажратиб олинган модда протеолитик ферментлар билан парчаланмаганлиги оқсил эмаслиги, иссик спиртда эримаганлиги учун фосфолипид ҳам эмаслиги маълум булди. У биокимевий бирикмаларнинг янги синфига тааллукли эди. Мишер кашфиетидан сунг хромасомалар ядрода жойлашганлиги учун улар таркибида нуклеин бўлади деган тахмин ҳам пайдо булди ва 1881 йилда бу тахминни ботаниқ А.Захариас исботлаб берди. Хромасомаларни урганиш жараенида Флемминг нуклеиннинг ролини ирсиятнинг субстрати сифатида тан олган. Флемминг фикрига бошқа олимлар ижобий муносабатда булишган. Бирок кеинги ун йиллик давомида нуклеиннинг биологик роли хакида гумонли фикрлар пайдо булди ва кучайди. 90-йилларда йирик хромасомаларни жадал урганиш жараенида бу хромасомалар хроматинни аниқлашда буялмаганлиги учун таниқли цитологлар Вильсон ва Штрасбергер хроматин ирсий модда була олмас экан, чунки унинг ядродаги микдори кескин узгариб баъзи вактда умуман булмаслиги мумкин деган хулосага келишди. Нуклеиннинг биологик роли ноаниқ бўлгани учун узок вактгача биологларни эътиборини жалб килмайди ва хужайрадаги аҳамияти урганилмай кимевий обеъкт сифатида тадкик килиб келинади. Ф.Мишер ажратиб олган нуклеиннинг кимевий таркибини немис кимега- ри Альберхт Кессель ургана бошлайди. 1891 йили А.Кессель нуклеинни гидролиз килиб, уч хил компонентдан: пурин ва пиримидинлар каторига кирадиган гетероциклик азот асослари углевод ва фосфат кислотадан ташкил топганлигини аниқлайди. А.Коссель бу кашфиети учун нуклеин кислоталар сохасида биринчи бўлиб Нобель мукофотига сазовор бўлади. Нуклеинда кислота хоссаси борлиги учун кейинрок нуклеин кислота деб аталадиган булди. А.Коссель уз тадкикотлари асосида нуклеин кислоталарнинг икки хили мавжуд эканлигини курсатди. Кейинрок бу нуклеин кислоталар Петр Левен ишлари асосида улар таркибига кирадиган углевод компоненти - пентозанинг рибоза еки дизоксирибоза булишига караб, рибонуклеин кислота (РНК) ва дезоксирибонуклеин кислота (ДНК) номини олди. Унгача нуклеин кислоталарнинг биринчи хили олинган манбага караб ачитки еки цитоплазма нуклеин кислотаси, иккинчи хили ядро нуклеин кислотаси деб аталар эди. П.Левен нуклеин кислоталар таркибини тадкик килиш давомида азотли асосларнинг углеводлар билан бирикмаларини нуклеозидлар деб аташни таклиф этди. Нуклеозидларнинг фосфорли эфирлари эса нуклеотидлар деб аталди. Уша даврдаги кимевий анализ маълумотларига кура, ДНК еки РНК даги туртта нуклеотиддан хар бирининг микдори баравардек туюлгани учун П.Левен нуклеин кислоталар назариясини таклиф этди: нуклеин кислоталар полимер бўлиб, уларнинг мономерлари изчиллик билан бириккан туртта нуклеотиддан, яъни тетронуклеотиддан иборат блокдир. Унинг назариясига мувофик ДНК нинг тузилиши: А - Г -Т - Ц А - Г - Т - Ц А - Г - Т - Ц еки [А-Г-Т-Ц]n. ХХ асрнинг йигирманчи йилларида ДНК асосан ядрода, РНК цитоплазмада мавжуд эканлиги (Фельгеннинг гистокимевий реакцияси - фуксин сульфат кислота билан кизил ранг хосил килиши асосида) аниқлана бошланди. Мана шу йиллар инглиз олими Фрэд Гриффиткс пневмакоккларнинг касаллик кузгатмайдиган тури хужайраларини уларнинг касаллик кузгатадиган, лекин киздириш ердамида улдирилган хужайралари билан кушиб сичкон танасига юборганда, касаллик пайдо булишини ва сичкон нобуд булишини кузатди. Бу тажрибада бактериядаги хусусият (касаллик) иккинчи турига утиб, тирик хужайраларини узгартиришини тасдиклади. Ф.Гриффиткс бу жараенни пневмакокклар капсуласидаги полисахаридларга боглаб хато тахминга келди. 1944 йили америкалик олим Эвери узининг касбдошлари Ман Леод ва Мак Картилар билан коккларнинг бир туридаги хоссаларни иккинчисига ўтказадиган модда ДНК эканлиги хакида хабар беради. Демак, ДНК белгини ташувчи молекула, чунки нобуд килинган пневмакоккларнинг касаллик кузгатиш хусусияти ДНК молекуласига боглик ва ДНК таъсирида бу хусусият тирик лекин касаллик кузгатиш хусусиятига эга булмаган бактерияларга узатилади ва хужайра кўпайганда наслдан наслга утади. Бу йиллар нуклеин кислоталар сохасида мухим кашфиетлар килинди. 1941 йили Бидл ва Татумнинг "бир ген - бир оқсил" коидаси кабул килинди. Бу коиданинг маъноси оқсил синтезини идора этишини аниқлаб беришдан иборат эди. 1950 йилларда П.Левеннинг тетронуклеотид назарияси нотугри эканлиги америкалик олим Э.Чарграф турли манбалардан ажратиб олинган нуклеин кислоталарни таркибини урганиш асосида аниқлади. Э.Чарграфф ДНК таркибига кирадиган турт хил нуклеотидни турли организмлардан ажратиб олинган ДНК молекулаларида текшириш натижасида азот асослари аденин, гуанин, цитозин ва тимин маълум нисбатда булишини бир неча бор тасдик-лади. Бу кашфиет Э.Чарграф номи билан боглик бўлгани учун Чарграф коидаси деб аталади. Чарграфф коидаси: 1. А/Т = Г/Ц = 1 яъни ДНК молекуласидаги пурин асосларнинг (А, Г) микдори пиримидин асослари (Ц, Т) нинг микдорига тенг. Бунда уларнинг нисбати 1 га тенг бўлади. 2. Аденин колдикларининг сони тимин колдикларининг сонига, цитозин колдикларининг сони гуанин кролдикларининг сонига тенг бўлади, яъни А.Ц = Г.Т. 3. Адениннинг моляр концентрацияси тиминникига, гуанинники цитозинникига тенг: А = Т; Г = Ц; еки А/Т = 1; Г/Ц = 1. 4. Гуанин билан цитозин моляр концентрациялари йигиндисининг аденин билан тиминнинг моляр концентрациялари йигиндисига нисбати турли манбалардаги нуклеин кислоталарда турлича бўлади. Бу спецификлик коэффициенти деб аталади ва ГЦ/АТ(У) к шаклида ифодаланади. Чарграф нуклеин кислоталарнинг хар хил намуналари устида ўтказилган аналитик ишларнинг натижаларига асосланган уз коидаларини тула исботлаб бера олмади. Нуклеин кислоталарда нуклеотид асосларининг изчил келишини аниқлаш усули Д.Сенгер ва А.Гельберт томонидан мукаммал ишлаб чикилган. Бунда ДНК ва РНК лар структураларини аниқлашда аввало молекула танлаб олинади ва бир неча рестриктазалардан фойдаланиб, 100 - 200 нуклетидлардан иборат кичик фрагментларга булинади. Фрагментлар узунлигига караб электрофорез ердамида ажратиб олинади ва улардаги нуклеотидлар тартиби аниқланилади. Бу усул ДНК ва РНК полипептид занжирлари қанча узун булмасин, уларнинг тузилишини батафсил урганиш имконини беради. Сенгер ва Гельберт бу кашфиетлари учун 1980 йили Нобель мукофотига сазовор бўлганлар. Муҳокама учун саволлар: 1.1 Нуклеин кислоталарнинг биологик аҳамияти ва кимёвий таркибини изоҳлаб беринг. 1.2. Чаргаф қонунини ёзинг. Фойдаланилган дарслик ва ўқув қўлланмалар рўйхати: Асосий: 1.Тўрақулов Ё.Х. Биохимия. Тошкент. «Ўзбекистон», 1996. 2.Ленинжер А. Основы биохимии. 3-жилдли, М., Мир, 1984. 3.Филипович Ю. Основы биохимии. М., Высшая школа, 1985. 4.Қосимов А. ва бошқалар. Биохимия. Тошкент. Ўқитувчи, 1987. Қўшимча 1. Николаев А.Н., Султанов Р.Г. «Биохимиядан амалий машғулот». Т. 1989. 2. Алейникова Т.Л. «Руководство к практическим занятиям по биохимии». М. 1987. 3. Шапиро Д.К. «Практикум по биологической химии», М., Высшая школа. 1976. 4 . www. Referat. Ru; 2- савол бўйича дарс мақсади: ДНК ва РНКнинг тузилиши ҳақида маълумотлар бериш. Идентив ўқув мақсадлари. 1.1 ДНКнинг тузилиши тушинтириб бера олади. 1.2 РНКнинг тузилишини тушинтириб бера олади. 1.3 ДНК ва РНКнинг аҳамиятини изоҳлаб беради. Иккинчи савол баёни: ДНКнинг тузилиши. ДНК молекуласининг бирламчи структуравий тузилиши изчил жойлашган дезоксинуклеотидлар каторидан иборат. Юқорида айтилганидек, азот асосларидан ДНК таркибига А, Г, Ц ва Т киради, ДНК молекуласидаги нуклеотидлар нисбати Чарграфф коидасига мувофик бўлади.Лекин азот асослари микдори фарклари АТ ва ГЦ жуфтлари нисбатининг узгариши сифатида кенг микиесда кузатилади. Бинобарин, ДНК молекуласида АТ еки ГЦ жуфтлари тенг эмас, уларнинг бири ортик, иккинчиси камрок (АТ еки ГЦ - типлари) булиши мумкин. Нуклеотиднинг молекуляр массаси уртача 330 га, кушнуклеотидники эса 660 га тенг бўлади. Ана шундай мавжуд кам маълумотларга карамай 1953 йилда инглиз олимлари Д.Уотсон ва Ф.Крик ДНК молекуласи куш спиралли тузилишга эга эканлигини кашф этдилар ва бу кашфиетлари билан молекуляр биологиянинг фундаментини яратдилар. Бу куш спирал модели биологиянинг шу пайтгача энг мухим муаммоси бўлган ирсий белгиларни наслдан-наслга утиш механизмини хал килишга имкон берди. Д.Уотсон ва Ф.Крик таклиф килган моделга асосан ДНК молекуласи иккита буралган лентасимон занжирдан тузилган.Бу икки занжир таркибидаги азот асосли бирикмалари орасида юзага келган водород боглари оркали бир-бирига ушланиб туради. Водород боглар пурин асосли бирикмалар билан пиримидин асосли бирикмалар орасида юзага келиб, тимин каршисида аденин, цитозин каршисида гуанин жойлашади. РНК НИНГ ТУЗИЛИШИ. РНК нинг молекулалари тузилиши ва ункцияларига кура учта асосий типи тафовут килинади. 1. Рибосома РНК лари (рРНК ) рРНК рибосомаларнинг таркибий кисмидир. Хужайрадаги бутун РНК нинг тахминан 80%и рРНКга тугри келади. рРНК нинг уч тури: молекуляр массаси 1,5 млн.атрофида бўладиган 28 S-рРНК (нуклеотид колдикларининг сони тахминан 4000 та); молекуляр массаси 700 000 атрофида бўладиган 18 S- рРНК: молекуляр массаси 30 000 атрофида (нуклеотидларининг колдиги тахминан 100 та) бўладиган 5 S -рРНК бор. 2. Транспорт РНК (тРНК) т.РНК хужайрадаги бутун РНК нинг тахминан 15 фоизини ташкил этиб тузилишига кура бир биридан фарк қиладиган бир неча унлаб тури бор. 3. Матрица РНК лари (мРНК). мРНК хужайрадаги барча РНК нинг тахминан икки фоизини ташкил этади. Биринчи структураси жихатидан бир-биридан фарк килган жуда кўп микдордаги организмда турли оқсиллар қанча бўлса, шундан кам келмайдиган микдорда мРНК бор. мРНК ни ахборот РНК, яъни информацион (иРНК) деб ҳам аталади. РНК нинг иккиламчи структураси. РНК молекулалари. ДНКдан фарк килиб битта полинуклеоид занжиридан тузилгандир. Лекин бу занжирда бир бирига комплементлар бўлган кисмлар борки, улар куш спиралар хосил килиб узаро таъсир эта олади.Бунда А.......U ва G....С нуклеотид жуфтлари бирикади. Спирал холига келган ана шундай кисмларда (буларни шпилькалар деб аталади) одатда кам микдордаги нуклеотид жуфтлари бўлади (20-30) ва улар спирал холига келмаган кисмлари билан навбатлашиб боради.Бунга тРНК ларнинг иккиламчи структураси характерлидир.Бу РНК ларда спираль холига келган туртта кисми ва бир занжирли учта (баъзида туртта) ковузлоги бўлади.Ана шундай структура текисликда тасвирланганида "беда барги" деб аталадиган шакл юзага келади. Муҳокама учун саволлар: 1.1 ДНК ва РНКнинг фарқларини айтиб беринг. 1.2. РНКнинг хиллари. Мавзу бўйича ечимини кутаётган илмий муаммолар. Ирсий касалликларда нуклеин кислоталар ўзгариш механизмини ўрганиш. 2. Нуклеин кислоталарнинг ҳаётдаги биологик аҳамиятини чуқурроқ ўрганиш. Фойдаланилган дарслик ва ўқув қўлланмалар рўйхати: Асосий: 1.Тўрақулов Ё.Х. Биохимия. Тошкент. «Ўзбекистон», 1996. 2.Ленинжер А. Основы биохимии. 3-жилдли, М., Мир, 1984. 3.Филипович Ю. Основы биохимии. М., Высшая школа, 1985. 4.Қосимов А. ва бошқалар. Биохимия. Тошкент. Ўқитувчи, 1987. Қўшимча 1. Николаев А.Н., Султанов Р.Г. «Биохимиядан амалий машғулот». Т. 1989. 2. Алейникова Т.Л. «Руководство к практическим занятиям по биохимии». М. 1987. 3. Шапиро Д.К. «Практикум по биологической химии», М., Высшая школа. 1976. 4 . www. Referat. Ru; 5-мавзу: Углеводлар функцияси, тузилиши, хоссалари ва синфлари. Фанни ўқитиш технологияси: “Углеводлар функцияси, тузилиши, хоссалари ва синфлари” мавзусидаги маъруза машғулотининг технологик харитаси
Асосий саволлар: Углеводлар функцияси, тузилиши ва моносахаридлар. Полисахаридлар. Мавзуга оид таянч тушунчалар ва иборалар: : Углевод , глицид, моносахарид, глюкоза, фруктоза, альдозалар, кетозалар, дисахарид, полисахарид, крахмал, гликоген, целюлоза. Мавзуга оид муаммолар: 1. Углеводларнинг тирик организмларда парчаланиш йўлларини ўрганиш. 2. Полисахаридларнинг тирик организмлардаги биологик аҳамиятини ўраниш. 1- савол бўйича дарс мақсади: Углеводлар функцияси, тузилиши ва моносахаридлар ҳақида маълумот бериш. Идентив ўқув мақсадлари. 1.1 Углеводларнинг аҳамиятини тушинтириб бера олади. 1.2 Углеводларнинг функцияси ва тузилишини айтиб бера олади. 1.3 Моносахаридлар тузилишини изоҳлаб беради. Биринчи савол баёни: Углеводлар – ўсимлик ва хайвонлар организмлари таркибига кирадиган, углерод, водород ва кислороддан ташкил топган бирикмалар группасидир. Уларни углерод деб аташни жуда маъкул деб айтиб булмайди. Хакикатдан ҳам углеводлар таркибидаги атомлар нисбати кўпинча (С-Н2О)n формулага мувофик, яъни углерод ва сув элементлари нисбатини акс эттиради, лекин доимо бундай эмас. Атомлар нисбати бошқача бўлган углеводородлар ҳам маълум ва аксинча мана шундай нисбатда атомларнинг тутадиган, лекин углеводородлар каторига кирмайдиган бирикмалар ҳам кўп, масалан, сут кислота С3Н2О3. Бу номнинг унча мувофик келмаслигини асосий сабаби шундаки, «углевод» атамаси, унинг таркибидаги атомлар нисбатини ифодалашдан ташкари бошқа маъно бермайди. Углеводлар ва уларнинг турли хил унумлари, айникса ўсимликларда кўп микдорда учрайдилар. Ўсимликларнинг турли кисмлари курук моддасининг 70-80% ини ташкил килиб, ўсимликлар хаётида мухим роль уйнайдилар. Одам ва хайвонлар организмида углеводлар микдори 2% га ҳам етмайди, лекин улар овкат билан кўп микдорда кабул килиниб, доимо катта микёсида алмашиниб туради. Аксари организмларда углеводларнинг унумлари асосан содда канд - глюкоза шаклида тўқималарнинг энергияга бўлган эхтиёжини, шунингдек, оқсил, нуклеин кислоталар ва ёг моддалар синтези учун лозим бўлган углерод атомларининг аксари кисмини таъмин қиладилар. Усимлакларда углеводларнинг бир неча тур фотосинтез жараёнида куёш нури энергияси хисобига СО2 ва Н2О молекулалардан синтезланиб, бошқа барча органиқ бирикмаларнинг бошлангич асоси сифатида хизмат қиладилар. Хосил бўлган мураккаб вакиллари – табиий полисахаридлар икки хил вазифани бажарадилар: 1) хужайра ва тўқималар тузилишида структура функциясини (масалан, целлюллоза) ва 2) эхтиёт энергетик депо функциясини (масалан, крахмал ўсимликларда, гликоген хайвонларда). Углеводлар таркибларининг мураккаблигига караб уч туркумга булинади: 1) моносахаридлар (мономер единицалар), улар содда кандли деб ҳам юритилади; 2) олигосахаридлар, икки ёки бир неча мономерларнинг бирикиб хосил килган занжирлари – дисахаридлар, трисахаридлар ва х. о. 3) полисахаридлар – юксак молекуляр массага эга 100 ва 1000 дан ортик мономерлар тутадилар. Моносахаридлар кимёвий структурасига кура, алдегид ёки кетоспирт бўлиб, уларнинг молекулалари бундан кичик углевод бирликлардан хосил бўлган эмас. Улар ораси айникса 5 углеродли (масалан, рибоза) ва 6 углеродли (масалан, глюкоза ва фруктоза) вакиллари кўп таркалган бўлиб, мухим аҳамиятга эга. Олигосахаридлар орасида энг мухимлари: дисахаридлардан камиш шакари – сахароза, сут шакари – лактоза, крахмалнинг парчаланиш махсулоти – мальтоза, трисахарид – рафинозалардир. Углерод атомларининг сонидан катъий назар, барча моносахаридларнинг альдозалар ёки кетозалар группасини киритиш мумкин. Охирги кушимча азо бирикмани углеводларга тааллукли эканлигини курсатади (содда кетозаларни аташ учун баъзан уларнинг номини охирига улоза кушимчаси уланади, масалан, рибулоза).  ОАльдозалар функционал алдегид гурух – С – Н, кетозалар кетон группа С=О тутадилар. Энг содда моносахарид – триозаларнинг вакиллари глицерат – альдегид – альдоза, дигидроксиацетон – кетозадир. С(Н)ОН группа тутадиган юқори гомологлар классификацияда бу бирикмаларнинг структураси асос килиб олинади. Моносахаридлар таркибидаги қолган кислород ва водород (Н)ОН шаклида бўлганидан улар алъдегидоспирт ва кетоноспирт каторларини ташкил қиладилар. Моносахаридларнинг тузилиши, изомерияси ва умумий хоссаларини табиатда энг кўп таркалган ва яхши таниш гексозалар мисолида караб чикиш кулайдир. Гексозалар С6 Н12 О6 – табиатда эркин ҳолда ва мураккаб кандлар таркибида жуда кўп гексозалар (йигинди фурмуласи С6 Н12 О6) мавжуд. Уларнинг энг кўп таркалган ва моддалар алмашинувида мухим урин тутадиган вакили глюкоза хайвонлар конида, ўсимлик суюкликларида доим эркин ҳолда учрайди ва тўқималарнинг энергетик эхтиёжлари учун осонлик билан утилизация (истеъмол) килинади. Глюкозадан ташкари, яна бир катор гексозалар фруктоза, галактоза ва манноза асосан, олигосахаридлар ва полисахаридлар таркибида боғланган ҳолда учрайди. Гексозалар гидроқсиламин билан оқсил хосил килиши, фенилгидразин билан озазонлар бериши ва кучсиз оксидловчилар (металл оксидлари) билан оксидланиши улар таркибида алъдегид ва кетонлар учун хос карбонли С=О группа мавжудлигини тасдиклайди. Гексозалар сирка ангидриди билан ишланганда пентаацетил хосилаларни бериши уларнинг таркибида бешта гидроқсил группа борлигини курсатади. Мана шу реакциалар асосида гексозаларнинг беш атомли алъдегидоспирт ёки кетоноспирт эканлиги аниқланган: МОНОСАХАРИДЛАРНИНГ ХАЛКАЛИ ШАКИЛЛАРИ. Юқорида келтирилган моносахаридларнинг формулалари барча талабларига жавоб бермайди. Чунончи, глюкоза алъдегид куринишга эга бўлса ҳам у фуксинсулъфид кислота билан алъдегидларга хос реакцияни (SО2 тасирида рангсизлантирилган анилин буёк фуксин билан кизил – бинафша ранг хосил килиш) бермайди. Бундан ташкари, глюкозанинг турли эритмаларидан янги кристаллизация килиб олинган намуналарини кутбланган нур сатхини хар хил даражали (1110 ва 190) бурчакка бурадиган 2 та изомери борлиги аниқланган. Бир оз вакт утгандан сунг уларнинг хар иккаласини ҳам буриш бурчаги +520 га тенг бўлиб қолади. Демак, глюкозанинг буриш бурчаги узгариб турар экан (муторатация). Олинган маълумотлар шуни курсатадики, глюкоза ва бошқа моносахаридлар ҳам очик занжирли ва халкали (циклик) шаклда бўлади. Очик занжирдаги каби халкали шаклдаги моносахаридларнинг ҳам турли изомерлари бўлади. Моносахаридлар сувда яхши, суюлтирилган спиртда кисман эрийди. Улар мутлак спирт, эфир ва бошқа органиқ эритувчиларда бутунлай эримайди. Моносахаридлар бир катор рангли реакциялар беради, кучли минерал кислоталар таъсирида сув ажратиб, фурфурол хосилаларига айланади. Гидроқсиламин билан оксим ва фенилгидразин билан гидразон хосил килиш уларнинг характерли реакцияларидандир. Моносахаридлар металл оксидлари каби кучсиз оксидловчилар билан оксидланганда уларнинг карбонил туркуми карбоқсил гурухга айланиб, альдогексозалардан тегишли онат кислоталар, масалан, глюкозадан глюконат, галактозадан галактонат кислота хосил бўлади. Моносахаридларнинг бир катор хоссалари ва уларнинг микдорини белгилаш учун фелинг суюклигидан кўпрок фойдаланилади. Фелинг суюклиги ишкор (NaOH) ва мис(II)сульфат CuSO4 нинг калий ва натрий тартарат билан эритмасидир. Бенедикт суюклиги эса натрий нитрат билан ишкор (NaOH) ва мис(II)сульфат CuSO4 нинг эритмасидир. Бу реактивлар моносахарид билан бирга киздирилганда кизил рангли мис(I)оксид чўкмага тушади. Кайтарилаг 1 валентли мис микдорини аниқлаш билан эритмадаги канд микдорини аниқлаш билан эритмадаги канд микдори ҳам белгиланади. Муҳокама учун саволлар: 1.1 Углеводларнинг таркиби ва тузилишини тушунтириб беринг. 1.2. Моносахаридлар ҳақида маълумот беринг. Фойдаланилган дарслик ва ўқув қўлланмалар рўйхати: Асосий: 1.Тўрақулов Ё.Х. Биохимия. Тошкент. «Ўзбекистон», 1996. 2.Ленинжер А. Основы биохимии. 3-жилдли, М., Мир, 1984. 3.Филипович Ю. Основы биохимии. М., Высшая школа, 1985. 4.Қосимов А. ва бошқалар. Биохимия. Тошкент. Ўқитувчи, 1987. Қўшимча 1. Николаев А.Н., Султанов Р.Г. «Биохимиядан амалий машғулот». Т. 1989. 2. Алейникова Т.Л. «Руководство к практическим занятиям по биохимии». М. 1987. 3. Шапиро Д.К. «Практикум по биологической химии», М., Высшая школа. 1976. 4 . www. Referat. Ru; 2- савол бўйича дарс мақсади: Полисахаридлар ҳақида маълумот бериш. Идентив ўқув мақсадлари. 1.1 Полисахаридларнинг аҳамиятини тушинтириб бера олади. 1.2 Дисахаридлар ҳақида айтиб бера олади. 1.3 Мукополисахаридлар тузилишини изоҳлаб беради. |