Buxoro davlat universiteti agronomiya va biotexnologiya fakulteti

BIOLOGIK OKSIDLANISHNING AHAMIYATI VA UNI TADQIQ ETISH TARIXI

Energiya ishlab chiqarish biologik oksidlanish jarayoniga asoslangan. Endi u o'rganildi, hatto jarayonning barcha nozikliklari va mexanizmlari - biokimyo bilan shug'ullanadigan butun bir fan yaratildi. Biologik oksidlanish - bu tirik mavjudotlar tarkibidagi moddalarning oksidlanish-qaytarilish transformatsiyalari to'plami. Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari atomlarning oksidlanish darajasining o'zgarishi bilan elektronlarning o'zaro taqsimlanishi natijasida sodir bo'ladigan reaktsiyalar deyiladi.
Olimlarning har bir tirik organizm ichida murakkab bo'lganlari haqidagi birinchi taxminlari XVIII asrda ilgari surilgan. Muammoni frantsuz kimyogari Antuan Lavuazye o'rganib chiqdi va u yonish va biologik oksidlanish jarayonlari bir-biriga o'xshashligiga e'tibor qaratdi.
Olim nafas olish paytida tirik organizm tomonidan so'rilgan kislorod yo'lini kuzatib, organizmda yonish jarayonini eslatuvchi, ammo sekinroq davom etadigan oksidlanish jarayoni sodir bo'ladi degan xulosaga keldi. Lavoazye kislorod molekulalari (oksidlovchi vosita) tarkibida uglerod va vodorod bo'lgan organik birikmalar bilan o'zaro ta'sir qilishini aniqladi. Natijada mutlaq bo'ladi, unda birikmalar parchalanadi.
Muammoni o'rganish jarayonida ba'zi fikrlar olimlar uchun tushunarsiz bo'lib qoldi:

• 
  nima uchun oksidlanish shunga o'xshash yonish jarayonidan farqli o'laroq, tana haroratining pastligida sodir bo'ladi;
  
• 
  nima uchun oksidlanish olovning chiqishi bilan ajralib turmaydi va bo'shatilgan energiyaning katta chiqishi emas;
  
• 
  tanada taxminan 80% suv bo'lsa, qanday qilib tanadagi foydali moddalar "kuyishi" mumkin?
  

Bu va boshqa ko'plab savollarga javob berish hamda biologik oksidlanish nima ekanligini anglash uchun olimlarga ko'p yillar kerak bo'ldi. Bugungi kunga kelib, kimyogarlar o'rgangan: nafas olishning boshqa metabolik jarayonlar bilan aloqasi, shu jumladan. fosforillanish jarayoni. Bundan tashqari, olimlar biologik oksidlanish reaktsiyalarini katalizlaydigan fermentlarning xususiyatlarini o'rganishdi; hujayradagi lokalizatsiya; energiyani to'plash va o'zgartirish mexanizmi.
Oziq moddalarni energiyaga aylantirishning murakkab usuli bu aerob biologik oksidlanish yoki to'qimalarni nafas olishdir. Ushbu reaktsiya nafas olish paytida kislorod ishlatadigan barcha aerob organizmlarda sodir bo'ladi. Aerob biologik oksidlanish jarayoni molekulyar kislorodsiz mumkin emas.
ATF
Shunday qilib, moddalarning oksidlanishi quyidagi usullar bilan amalga oshiriladi:

• 
  oksidlanadigan substratdan vodorodni yo'q qilish (dehidrogenatsiya jarayoni);
  
• 
  substrat tomonidan elektronni qaytarish;
  
• 
  substratga kislorod qo'shilishi.
  

Tirik organizmlarning hujayralarida, ro'yxatdagi barcha oksidlanish reaktsiyalari turlari mavjud, ular tegishli fermentlar - oksidoreduktazalar tomonidan katalizlanadi. Oksidlanish jarayoni izolyatsiya qilinmagan holda sodir bo'ladi, bu qaytarilish reaktsiyasi bilan bog'liq: vodorod yoki elektron qo'shilish reaktsiyalari bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi, ya'ni oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari amalga oshiriladi. Oksidlanish jarayoni har biri bo'lib, u oksidlanish darajasining oshishi bilan elektronlarning chiqishi bilan birga keladi (oksidlangan atom yuqori oksidlanish darajasiga ega). Moddaning oksidlanishi bilan qaytarilish ham sodir bo'lishi mumkin - boshqa moddalarning atomlariga elektronlar qo'shilishi.
Metabolizm jarayonida oziq-ovqat mahsulotlari (uglevodlar, lipidlar) katabolizadi.
Katabolizm - Bu yuqori molekulyar og'irlikdagi moddalarni kichik molekulyar og'irlikdagi moddalarga ajratish jarayoni bo'lib, energiya chiqishi bilan ketadi. Katabolizm jarayonida yuqori molekulyar og'irlikdagi moddalar tuzilishi soddalashtirilgan.
Katabolizm paytida chiqarilgan energiya yangi moddalarni sintez qilish uchun sarflanadi, ya'ni. anabolizm jarayonida.
Modda va energiya konversiyasining o'zaro ta'siri metabolizm deb ataladi.
Biologik oksidlanish -bu tirik organizmlardagi turli xil moddalarning oksidlanish-qaytarilish transformatsiyalari to'plami. Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari - bu atomlarning oksidlanish darajasini, ular orasidagi elektronlarning qayta taqsimlanishi tufayli o'zgartiradigan reaktsiyalar.
Biologik oksidlanish jarayonlarining turlari:
1)aerob (mitoxondriyal) oksidlanish kislorod ishtirokida oziq moddalardan energiya olish va uni ATP shaklida saqlash uchun mo'ljallangan. Aerob oksidlanish ham deyiladi to'qimalarning nafasi, chunki uning oqimi paytida to'qimalar kislorodni faol iste'mol qiladi.
2) anaerob oksidlanish Kislorod ishtirokisiz moddalar energiyasini ajratib olishning yordamchi usuli. Anaerob oksidlanish kislorod etishmovchiligi bilan, shuningdek mushaklarning intensiv ishini bajarishda katta ahamiyatga ega.
3) mikrosomal oksidlanish dorilar va zaharlarni zararsizlantirish, shuningdek, turli xil moddalarni sintez qilish uchun mo'ljallangan: adrenalin, norepinefrin, teridagi melanin, kollagen, yog 'kislotalari, safro kislotalari, steroid gormonlari.
4) erkin radikal oksidlanish hujayra membranalarining yangilanishi va o'tkazuvchanligini tartibga solish uchun zarur.
Biologik oksidlanishning asosiy yo'li mitoxondriyaldirtanani energiya bilan ta'minlangan shaklda ta'minlash bilan bog'liq. Turli xil organik birikmalar inson uchun energiya manbai: uglevodlar, yog'lar, oqsillar. Oksidlanish natijasida oziq moddalar oxirgi mahsulotlarga, asosan CO 2 va H 2 O ga parchalanadi (oqsillarni parchalanishi paytida NH 3 ham hosil bo'ladi). Bu holda chiqarilgan energiya yuqori energiyali birikmalar, asosan ATP kimyoviy bog'lanishlari energiyasi shaklida to'planadi.
Makroerjik energiyaga boy aloqalarni o'z ichiga olgan tirik hujayralarning organik birikmalari deyiladi. Yuqori energiyali bog'lanishlarning gidrolizi paytida (sinusli chiziq bilan ko'rsatilgan ~) 4 kkal / mol (20 kJ / mol) dan oshiqroq ajralib chiqadi. Makroergik aloqalar metabolizm jarayonida kimyoviy bog'lanish energiyasini qayta taqsimlash natijasida hosil bo'ladi. Yuqori energiyali birikmalarning aksariyati fosfor kislotasi angidridlari, masalan, ATP, GTP, UTP va boshqalar. Adenozin trifosfat (ATP) yuqori energiya bog'lari bo'lgan moddalar orasida markaziy o'rinni egallaydi.
adenin - riboza - P ~ P ~ P, bu erda P - fosforik kislota qoldig'i
ATP sitoplazma, mitoxondriya va yadrolarning har bir hujayrasida uchraydi. Biologik oksidlanish reaktsiyalari ATP hosil bo'lishi bilan fosfat guruhining ADP ga o'tishi bilan birga keladi (bu jarayon deyiladi fosforillanish). Shunday qilib, energiya ATP molekulalari shaklida saqlanadi va agar kerak bo'lsa, turli xil ishlarni (mexanik, elektr, osmotik) bajarish va sintez jarayonlarini amalga oshirish uchun ishlatiladi.