Bioelektrogenez. Elektro’tkazuvchanlik ionlarning muvozanat potensiali, membrananing stasiolar

S1 S*
S* S0
T1 S0
Bunda T1 -triplet elektron spinlarining parallel joylashish holati hisoblanadi,
S*  S 0 holat nur kvanti holida yutilgan energiyaning bir qismi fluorestsentsiya
ko’rinishida sochilishini ifodalaydi va bu 10-8-10-9 sek davom etadi. Elektron
qo’zg’alishi asosiy energiyasi keyingi zanjiriy jarayonlarga uzatilib, kimyoviy
bog’lar energiyasiga aylantiriladi. T1  S 0 holatdagi o’tish fosforestsentsiya
deyiladi. Fluoretsentsiya spektrining shakli va kvant chiqishi qo’zg’atuvchi nur
to’lqin uzunligiga bog’liq bo’lmaydi. Chunki fluorestsentsiya nurlanishi har doim
qo’zg’algan holatning eng past satxidan boshlanadi va quyidagicha ifodalanadi:
q = n/N
q – kvant chiqishi, n- chiqariladigan kvantlar soni, N- yutilgan kvantlar soni.
Stoks qonuniga ko’ra, fluorestsentsiya maksimumi molekula yutish
maksimumiga nisbatan uzunroq to’lqin sohasida bo’ladi. Chunki yutilgan energiya
bir qismi issiqlikka aylanadi. Energiya migratsiyasi qo’zg’algan molekulalarning
S1, T1 satxlarida amalga oshib, nurlanishsiz- V va kinetik to’qnashuvlarsiz –S,
issiqlikka aylanmasdan uzatishlardan iborat bo’lib, umumiy tarzda quyidagicha
ifodalanadi:
V + nur kvanti  V*
V* + S  S* +V
Bu jarayon molekula ichida yoki molekulalararo kechadi. V va S
uzatilishning aylanma-rezonans yo’lida energiya jihatidan farqlanuvchi elektronlar
almashinadi. Induktiv rezonans yo’lida esa molekulalararo masofa ancha katta (2-
10 nm) holatda qo’zg’algan V* va S molekulalarning rezonansli ta’sirlashishi
amalga oshadi. Eksiston yo’li kristall strukturalarda uchrab, qo’zg’algan
elektronning boshqa molekulaga o’tishida fazoviy yaqin molekulalar guruhining
birgalikda qo’zg’alishi ro’y beradi.
Qo’zg’algan molekula reaktsiyaga oson kirishib, ushbu reaktsiyalar
quyidagicha guruhlanadi:
1.Fotolyuminestsentsiya
2.Fotooksidlanish
3.Qayta guruhlanish va izomerlanish
4.Fotokimyoviy parchalanish.
Fotolyuminitsentsiya modda tomonidan yutilgan nur kvanti bir qismining
nurlanish tarzida sochilishini ifodalaydi.
Yorug’lik oqimining yutilishi Buger- Lambert qonuni va Ber qonuni
asosida boradi. Buger- Lambert qonuniga ko’ra bir jinsli rangli muhitning
o’zgarmas qalinlikka ega har bir yupqa qatlami undan o’tadigan monoxromatik
nurning faqat ma’lum bir qisminigina yutadi.
Ber qonuni bo’yicha berilgan yupqa qatlam tomonidan yutiladigan nur
intensivligi yutuvchi molekulalar kontsentratsiyasiga proportsionaldir. Ushbu
qonunlarning yig’indisi quyidagicha ifodalanib, Energiya nuqtai nazardan, fotobiologik reaktsiyalar ikki gruppaga bo’linadi:
fotobiologik reaktsiyalar natijasida yorug’lik energiyasi mahsulotlarda to’plansa,
bunday reaktsiyalar endergonik; energiya reaktsiyaning aktivlanish to’sig’ini
yengishga sarf etilsa, bunday reaktsiyalar ekzergonik reaktsiyalar deyiladi.
Biologik nuqtai nazardan esa, fotobiologik reaktsiyalar funktsional -
fiziologik hamda destruktiv - modifikatsion reaktsiyalarga bo’linadi.
Funktsional - fiziologik reaktsiyalar ko’rinuvchi nur ta’sirida amalga oshadi:
a) energetik reaktsiyalar (fotosintez, fotofosforlanish)
b) informatsion reaktsiyalar (fotoretseptsiya, fototropizm, fotomorfogenez,
fotoperiodizm)
v) biosintetik reaktsiyalar (xlorofill biosintezi, pigment va vitaminlar
sintezining induktsiyalanishi) ga bo’linadi.
Destruktiv - modifikatsion reaktsiyalar asosan ultrabinafsha nur ta’sirida
amalga oshadigan reaktsiyalar hisoblanadi :
a) xalokatga (mikroorganizmlar va sodda hayvonlarning nurdan
zararlanishiga) olib keladigan reaktsiyalar
b) mutatsiyaga (nurning genetik apparatga ta’siri natijasida kelib chiqadigan
o’zgarishlarga) sabab bo’luvchi reaktsiyalar
v) patofiziologik reaktsiyalarni o’z ichiga oladi.
Funktsional - fiziologik reaktsiyalar hujayraning hayotiy muhim
makromolekulyar va molekulyar darajalarida zararlanishlarning yuz bermasligi
bilan xarakterlanadi. Ikkinchi xil reaktsiyalarda nur substrat molekulasini zararlab,
normal fiziologik holatga xarakterli bo’lmagan fotokimyoviy reaktsiyalar kelib
chiqishiga sabab bo’ladi. Bunday reaktsiyalar ultrabinafsha nur ta’sirida yuzaga
keladi. Lekin ko’rinuvchi nur ham, fotodinamik effekt sharoitida yoki katta
intensivlikka ega nur (lazer) shu xil oqibatlarga sabab bo’ladi.
Fotobiologik reaktsiyalar quyidagi bosqichlarni o’z ichiga oladi:
1) Fotofizikaviy bosqich (yorug’likning yutilishi, elektron qo’zg’algan
holatning sodir bo’lishi, energiyaning molekula ichida qayta taqsimlanishi)
2) Birlamchi fotokimyoviy bosqich (dastlabki fotomaxsulotning hosil
bo’lishi )
3) Ikkilamchi fotokimyoviy bosqich (birlamchi fotomaxsulotning barqaror
maxsulotlarga aylanishi)
4) Qorong’ida o’zgarish bosqichi (barqaror maxsulotlarning navbatdagi
o’zgarishi)
5) Oxirgi biologik makroeffekt
Fotobiologik reaktsiyalar qanchalik xilma-xil bo’lmasin, ularning hammasi
asosiy mexanizmlari jihatidan ichki umumiylikka ega bo’lib, tirik organizmlarning
hayot faoliyatlarida o’z ifodasini topadi.