I bob Bioinformatikaning ta’rifi 1 Bioinformatikaning tug'ilish tarixi

II. BIOLOGIK TIZIMLARDA AXBOROTGA KIRISH
2.1. Asab tizimi
Axborot hayotdagi muloqot shaklidir.
Muloqot jarayonisiz hayot yo'q. Hayvonlar, ayniqsa odamlar
hayot qatlamlari tizimi (ijtimoiy tizim)gacha bo'lgan ma'lumotlar bilan tanishish;
boshqa tirik mavjudotlar ham shunday. Ushbu ma'lumotni etkazish jarayoni ham
hujayra kabi hayotning eng kichik darajalarida sodir bo'ladi. Hatto biologiyaning rivojlanishi molekulyar jarayonlar bu ma'lumotlarga ham kirishini aniqladi
oqsillar, uglevodlar, lipidlar va nuklein kislotalar kabi biomolekulyar daraja.
Bizning tanamiz ikkitadan iborat juda murakkab axborot tizimidan iborat
Asosiy tizimlar asab tizimi va endokrin tizimdir. Ikkinchi Bu tizimlar organizmning gomeostazini saqlash uchun birgalikda ishlaydi.
Ularning funktsiyalari bir-biri bilan bog'liq, ammo ularni ajratish mumkin
muayyan xususiyatlarga ega (1-jadval). Asab tizimining axborot tizimi tartibga solinadi elektr impulslari, shuningdek neyrotransmitterlar deb ataladigan kimyoviy moddalar (chunki elektr impulslari juda keng sinapsda sakrab chiqa olmaydi), holbuki Endokrin tizimi faqat kimyoviy moddalarni, ya'ni gormonlarni ishlatadi.
Jadval 1. Nerv tizimi va endokrin tizim o'rtasidagi taqqoslash
Asab tizimi tizimni tashkil etuvchi qismlardan biridir rag'batlantirishni qabul qilish, ogohlantirishlarni etkazib berish uchun mas'ul bo'lgan muvofiqlashtirish
tananing barcha qismlari va bu ogohlantirishlarga javob beradi.
Rag'batlantirish tanadan tashqaridan (tashqi) kelishi mumkin, masalan, tovush, yorug'lik, hid, issiq, sovuq, shirin, achchiq va boshqalar. dan kelib chiqadigan stimul esa tananing ichidan ichki ogohlantirishlar ham deyiladi, masalan, tashnalik, ochlik va alamli.
Asab tizimi neyronlar (asab hujayralari) deb ataladigan eng kichik birliklardan iborat.
Neyronlar - impulslarni qabul qilish qobiliyatiga ega bo'lgan hujayralar va
impulslarni uzatish. Neyronlar, hujayralar bo'linishni boshdan kechirmaydi
agar u o'lik yoki shikastlangan bo'lsa, neyronni almashtirib bo'lmaydi. Har bir neyron quyidagilardan iborat hujayra tanasi, dendritlar va akson kabi uch qismdan iborat Rasm 1. Nerv hujayrasining qismlari
Hujayra tanasi hujayra yadrosi (yadro), qiz hujayra yadrosi (yadrocha) va
Sitoplazmada xromatik moddalar, ya'ni Nissl jismlari va tolalari mavjud
neyrofibrillalar deb ataladigan neyron tanalarida nozik chiziqlar. Agar Nissl tanasi paydo bo'ladi endoplazmatik retikulum kabi elektron mikroskop bilan ko'rish mumkin granulalar bir-biriga parallel joylashgan. Dendritlar qisqa, tarvaqaylab ketgan proyeksiyalar yoki sitoplazmadan chiqadigan tolalar hujayra tanasida. Dendritlar ichida Nissl tanachalari va mitoxondriyalar joylashgan. dendritlar
hujayra tanasiga impulslarni o'tkazadi.
Aksonlar yoki neyritlar hujayra tanasidan uzun o'simtalar yoki tolalardir va
Hujayra tanasidan akson terminallariga impulslarni o'tkazish funktsiyasi.
Akson tolalari ingichka bo'lib, unda uzun shakl mavjud mitoxondriyalar, neyrofibrillalar, lekin Nissl jismlari yo'q, shuning uchun ular ishtirok etmaydi
oqsil sintezida. Aksonlar oq yog'li modda bilan qoplangan sarg'ish miyelin qobig'i deb ataladi, bu qobiq izolyator vazifasini bajaradi aksonni bosim va shikastlanishdan himoya qiladi. Shuningdek, ovqatlanishni ta'minlaydi
aksonlar va impulslarning o'tishini tezlashtiradi. Muayyan joyda akson mavjud
miyelin qoplamisiz Ranvier tugunlari deyiladi.
Neyronlarning xususiyatlaridan biri shundaki, ularning tashqi yuzasi musbat zaryadlangan ichki qismi manfiy zaryadlangan bo'lsa. Neyron kelganda
stimulyator, har ikki sirtda zaryad o'zgarishi bo'ladi, ya'ni tashqi yuzasi manfiy zaryadlangan bo'lsa, ichki qismi zaryadlangan ijobiy, bu holat depolarizatsiya deb ataladi. Nerv impulslari yoki asab qo'zg'aluvchanligi to'lqinlar shaklida akson bo'ylab oqadigan nerv xabaridir elektr energiyasi. Nerv impulsining borishi:
1. Nervlar tinch holatda (impulslarni o'tkazmaydi), nerv tolalari
Polarizatsiyalanganda tashqi membrananing yuzasi zaryadlanadi
musbat, ichki membrana esa manfiy zaryadlangan.
2. Nerv ma'lum bir joyda qo'zg'atiladi, natijada depolarizatsiya,
ya'ni tashqi yuzasi manfiy zaryadlangan, ichki yuzasi esa
musbat zaryadlangan.
3. Depolarizatsiya qilingan hudud va bo'lgan maydon o'rtasida
qutblanishni boshdan kechirganda elektr toki paydo bo'ladi. Ushbu elektr oqimi oqim deb ataladi
mahalliy. Mahalliy oqimning mavjudligi qo'shni mintaqada depolarizatsiyani keltirib chiqaradi,
keyin mahalliy oqimlar va qo'shni mintaqada shunday depolarizatsiya tomonidan ta'qib hokazo.
4. Depolyarizatsiya nerv tolalari bo'ylab tarqaladi, bu deyiladi
nerv impulslari.
Nerv tizimi tuzilishi va funktsiyasiga ko'ra ikkiga bo'linadi:
ya'ni: markaziy asab tizimi va periferik (avtonomik) asab tizimi.
Markaziy asab tizimi
Tananing barcha faoliyati markaziy asab tizimi tomonidan boshqariladi. Bu tizim
yaratish uchun barcha kiruvchi xabarlarni birlashtirish va qayta ishlash
mushaklarga yoki vosita nervlari orqali etkazib beriladigan qarorlar yoki buyruqlar
bez. Markaziy asab tizimi miya va orqa miyadan iborat. Miya
U 5 ta asosiy qismdan iborat, xususan:
1). Katta miya.
Katta miya barcha aqliy faoliyatni tartibga solish funktsiyasiga ega, ya'ni
aql (zakovat), xotira (xotira), xabardorlik bilan bog'liq,
va hisobga olish. Katta miya hamma narsaning manbai
ongli faoliyat/harakat yoki irodaga muvofiq, garchi ham bor
miyaning ba'zi refleks harakatlari. Miya yarim korteksining rangli qismida
kulrang rag'batlantiruvchi qabul qiluvchining bir qismi (sensor maydoni) joylashgan bo'lib, u erda joylashgan ongli harakatni tartibga solish vazifasini bajaradigan vosita maydonining orqasida yoki stimulyatsiyaga javob beradi. Bundan tashqari, bog'laydigan assotsiatsiya maydoni mavjud
motor va hissiy sohalar. Ushbu soha o'quv jarayonida rol o'ynaydi,
xotiralarni saqlang, xulosalar chiqaring va tillarni o'rganing. In
Bu ikki soha atrofida psixologik faoliyatni tartibga soluvchi qism joylashgan
yuqoriroq. Masalan, jabha fikrlash jarayonining markazidir
(ya'ni eslash, tahlil qilish, gapirish, ijodkorlik) va hissiyotlar. Ko'rish markazi
orqa tomonda joylashgan.
2). O'rta miya (mezensefalon).
O'rta miya serebellum va varol ko'prigi oldida joylashgan. Miya oldida
O'rtada ichki sekretsiya bezlarining ishini tartibga soluvchi talamus va gipofiz bezi joylashgan. Yuqori (dorsal) o'rta miya optik lobdir o'quvchilarning siqilishi kabi ko'z reflekslarini tartibga soluvchi va shuningdek eshitish markazidir.
3). Kichik miya (serebellum).
Serebellum mushaklar harakatini muvofiqlashtirishda asosiy funktsiyaga ega
ongli ravishda, muvozanat va tana holatida sodir bo'ladi. Rag'batlantirish mavjud bo'lganda
zararli yoki zararli keyin oddiy ongli harakat emas
amalga oshirilishi mumkin.
4). Varol ko'prigi (varoli ko'prigi).
Varol ko'prigida serebellum bo'limlarini bog'laydigan nerv tolalari mavjud
chap va o'ng, shuningdek, miya va orqa miyani bog'laydi.
5). Murakkab ilik (medulla oblongata).
Murakkab ilik medulladan keladigan impulslarni o'tkazish uchun xizmat qiladi
orqa miya miyaga. Birlashtiruvchi ilik ham ko'prikka ta'sir qiladi,
yurak tezligi, qon bosimi, hajm va tezlik kabi fiziologik reflekslar
nafas olish, ovqat hazm qilish traktining harakatlari va ovqat hazm qilish bezlari sekretsiyasi. Bundan tashqari,
Orqa miya boshqa reflekslarni ham tartibga soladi.
2-rasm.
Miya qismlari
Orqa miya umurtqa pog'onasi bo'shliqlarida joylashgan
orqa, ya'ni suyakka cho'zilgan medulla oblongatasining davomi
orqaga aniq ikkinchi bel umurtqasiga (canalis centralis
umurtqalar). Orqa miya refleks ta'sirining markazi sifatida ishlaydi.
teri yoki mushaklardan miyaga hissiy impulslarni o'tkazuvchi va impulslarni o'tkazadi
vosita miyadan effektorga.
Kesmada orqa miya tashqi tomondan ko'rinadi
oq, ichki qismi esa kapalaksimon va rangli
kulrang (3-rasm). Kesmada orqa miya mavjud
yuqori qanotlarga bo'lingan qanotsimon qism dorsal shox va qanotlar deb ataladi.
pastki qismi qorincha shox deb ataladi. Retseptorlardan sezgi impulslari yuboriladi
orqa shox orqali orqa miya va motor impulslari chiqadi orqa miya ventral shox orqali effektorga. Shoxlarda orqa tomonda birlashtiruvchi nerv hujayralari tanasi (birlashtiruvchi assotsiatsiya) mavjud bo'lib, u bo'ladi hissiy nerv hujayralaridan impulslarni oladi va ularni nervlarga yetkazadi mototsikl. Oq qismida assotsiatsiya nerv tolalari joylashgan. Nerv tolalarining to'planishi nervlarni hosil qiladi. Miyaga impulslarni o'tkazadigan nervlar ko'tariluvchi kanal bo'lib, dan buyruqlar shaklida impulslarni olib yuradi Miya pastga tushuvchi kanaldir.
Rasm 3. Orqa miyaning ko'ndalang kesimi
Periferik asab tizimi (periferik asab tizimi).
Periferik asab tizimi tashish uchun mas'ul bo'lgan neyronlarning davomidir
markaziy asab tizimiga va undan nerv impulslari. U qanday ishlashiga asoslanadi
Periferik asab tizimi ikkiga bo'linadi, xususan:
a. Ongli (somatik) asab tizimi.
Ongli asab tizimi miya nervlaridan (kranial nervlar), ya'ni nervlardan iborat.
miyadan chiqadigan va orqa miya nervlari, ya'ni nervlar
orqa miya tashqarisida. Miya nervlari 12 juftdan iboratdan:
1. Uch juft sezuvchi nervlar, ya’ni 1, 2 va 8-sonli nervlar.
2. besh juft harakat nervlari, ya'ni 3, 4, 6, 11 va 12-sonli nervlar.
3. to'rt juft qo'shma sezuvchi va harakatlantiruvchi nervlar, ya'ni 5, 7-sonli nervlar,
9 va 10.
Miya nervlari bosh va bo'yin mintaqasi uchun ixtisoslashgan, vagus nervidan tashqari
bo'yin orqali ko'krak mintaqasiga va qorin bo'shlig'iga tushadi. vagus nervi
avtonom nerv tizimini hosil qiladi. Chunki qamrov doirasi juda keng
u holda vagus nervi aylanib yuruvchi nerv deb ataladi va u ham miya nervi hisoblanadi eng muhimi.
Orqa miya nervlarida 31 juft birlashgan nervlar mavjud.
Ularning kelib chiqishiga ko'ra, orqa miya nervlari 8 juftga bo'linadi
ensa nervlari, 12 juft dorsal nervlar, 5 juft bel nervlari, 5 juft orqa miya nervlari
sonlar va bir juft quyruq nervlari. Bir nechta nervlar birlashib, hosil bo'ladi
nervlar tarmog'i pleksuslar deb ataladi. 3 ta pleksus mavjud, xususan
quyidagi:
a. Servikal pleksus bachadon bo'yni nervlari to'plamidir
Bo'yin, elka va diafragma ta'sir qiladi.
b. Brakiyal pleksus qo'llarga ta'sir qiladi.
c. Jumbo sakral pleksus son va oyoqlarga ta'sir qiladi.
b. Ixtiyorsiz (avtonomik) asab tizimi.
Avtonom nerv sistemasi miyadan kelib chiqqan nerv tolalaridan iborat
shuningdek, orqa miyadan va tegishli organga qarab.
Ushbu tizimda bir nechta yo'llar mavjud va har bir yo'l shakllanadi
murakkab sinapslar va ganglionlarni ham hosil qiladi. Nervlar
ganglionning tagida joylashgan preganglion nervlar va ular deyiladi
Ganglionning oxirida joylashgan postganglion nerv deyiladi.
Avtonom nerv sistemasini simpatik va nerv sistemalariga ajratish mumkin
parasempatik nervlar. Simpatik va parasempatik nervlarning tuzilishidagi farqlar
ganglion holatida joylashgan. Simpatik nervlarda joylashgan ganglionlar mavjud
umurtqa pog'onasi bo'ylab orqa miyaga birikadi
shuning uchun u qisqa preganglionik venaga ega, parasempatik nerv esa
uzun preganglion venalari bor, chunki ganglion ularga yopishadi
yordamchi organlar. Simpatik va parasempatik asab tizimi doimo ishlaydi
qarama-qarshi (antagonist).
Jadval 1. Vegetativ nervlarning funksiyasi
Parasempatik simpatik
 O‘quvchilarni kichraytiradi
 Tuprik oqimini rag'batlantirish
 Yurak urishini sekinlashtiradi
 Bronxlarni kattalashtiradi
 Glandular sekretsiyani rag'batlantiradi
ovqat hazm qilish
 Quviqni siqish
 ko‘z qorachig‘ini kengaytiradi
 Tuprik oqimini blokirovka qiling
 Yurak urishini tezlashtiradi
 Bronxlarni kichraytiring
 Glandular sekretsiyani inhibe qiladi
ovqat hazm qilish
 Kasılmalarni inhibe qilish
siydik pufagi
2.2. Endokrin tizimi
Endokrin tizim kanalsiz bezlarni boshqarish tizimidir qon oqimi orqali tanada aylanib yuradigan gormonlarni ishlab chiqaradi boshqa organlarga ta'sir qiladi. Gormonlar "xabarchilar" vazifasini bajaradi. va qon oqimi orqali tananing turli hujayralariga olib boriladi, bu esa keyinchalik bo'ladi
"xabar" ni harakatga aylantirish. Endokrin tizimdan iborat
asosiy vazifasi ishlab chiqarish bo'lgan organlar guruhining va
gormonlarni to'g'ridan-to'g'ri qon oqimiga chiqarish. Asosiy organlar
endokrin tizim, shu jumladan: gipotalamus, gipofiz bezi, qalqonsimon bez,
paratiroid bezlari, oshqozon osti bezidagi Langergans orolchalari, timus, buyrak usti bezlari, meva moyaklar (moyaklar) va tuxumdonlar (tuxumdonlar) (4-rasm).
Rasm 4. Endokrin tizimining asosiy organlari Gormonlarning aksariyati kislotalar zanjirlaridan tashkil topgan oqsillardir turli uzunlikdagi aminokislotalar. Qolganlari steroidlar, ya'ni moddalardir Yog 'xolesterin hosilasidir. Gormonlar juda katta miqdorda Kichik miqdor tananing juda keng reaktsiyasini keltirib chiqarishi mumkin. Gormonlar retseptorlari bilan bog'lanadi
hujayra yuzasida yoki hujayra ichida. Gormon va retseptor o'rtasidagi bog'liqlik bo'ladi
hujayra funktsiyasini tezlashtirish, sekinlashtirish yoki o'zgartirish. Oxirida gormonlar
butun organlarning faoliyatini nazorat qiladi, shu jumladan:
1) o'sish va rivojlanish, ko'payish va nazorat qilish
jinsiy xususiyatlar
2) Tananing energiyadan foydalanish va saqlash usuliga ta'sir qiladi
3) Qondagi suyuqlik miqdori va suv va tuz miqdorini nazorat qilish.
Ba'zi gormonlar faqat bitta yoki ikkita organga ta'sir qiladi, holbuki
boshqa gormonlar butun tanaga ta'sir qiladi. Masalan, TSH hosil bo'ladi
gipofiz bezi tomonidan va faqat qalqonsimon bezga ta'sir qiladi. Holbuki
Qalqonsimon bez gormoni qalqonsimon bez tomonidan ishlab chiqariladi, ammo bu gormon ta'sir qiladi
butun tanadagi hujayralar. Insulin oshqozon osti bezi va orolcha hujayralari tomonidan ishlab chiqariladi
tanadagi shakar, oqsil va yog'larning metabolizmiga ta'sir qiladi.
Agar endokrin bezlar g'ayritabiiy funktsiyani boshdan kechirsa, u holda gormon darajasi di
qonda yuqori yoki past bo'lishi mumkin, shuning uchun tananing funktsiyalariga aralashadi.
Endokrin funktsiyani nazorat qilish uchun har bir gormonning chiqarilishi bo'lishi kerak
tegishli chegaralar ichida o'rnatiladi. Tana vaqti-vaqti bilan his qilishi kerak
ko'proq yoki kamroq gormon kerakmi. Gipotalamus va
gipofiz bezi bu darajani sezganda o'z gormonlarini chiqaradi
ular boshqaradigan boshqa gormonlar juda yuqori yoki juda past. Gormon
Keyin gipofiz bezining faoliyatini rag'batlantirish uchun qon oqimiga kiradi
maqsad. Agar qondagi maqsadli bez gormoni darajasi etarli bo'lsa, u holda
gipotalamus va gipofiz bezi bu kerak emasligini biladi
yana stimulyatsiya va ular gormonlarni chiqarishni to'xtatadilar. Qayta aloqa tizimi
U gipofiz nazorati ostidagi barcha bezlarni tartibga soladi.
Gipofiz nazorati ostida bo'lgan ba'zi gormonlar o'z vazifasini bajaradi
aniq jadvalga ega bo'lganlar. Misol uchun, ayolning hayz davri
Har bir gipofiz bezining LH va FSH sekretsiyasini ko'paytirishni o'z ichiga oladi
oy. Tuxumdonlarda estrogen va progesteron gormonlari darajasi ham yuqori
har oyda ko'tarilish va pasayishlarni boshdan kechirish. tomonidan nazorat qilishning aniq mexanizmi
gipotalamus va gipofiz bezining bu bioritmlari hali ham tushunilmagan.
Ammo organlar qandaydir soatga javob berayotgani aniq
biologik. Boshqa omillar ham gormonlar hosil bo'lishini rag'batlantiradi. prolaktin
(gipofiz bezidan ajralib chiqadigan gormon) sut bezlarini ichkariga kirishiga olib keladi ko'krak sut ishlab chiqaradi. Kichkintoyning ko'krak qafasidagi emishi gipofiz bezini rag'batlantiradi ko'proq prolaktin ishlab chiqarish uchun. Bolaning emishi ham yaxshilanadi sut yo'llarining qisqarishiga olib keladigan oksitotsinning chiqishi chaqaloqning og'ziga quyilishi mumkin. Bezlar - oshqozon osti bezi va bezlarning bir turi paratiroid, gipofiz nazorati ostida emas. Ularning o'z tizimi bor
tanaga ko'proq yoki kamroq ehtiyoj borligini his qilish gormon. Misol uchun, insulin darajasi tana tufayli ovqatdan keyin darhol oshadi ovqatdan shakarni qayta ishlash kerak. Agar insulin darajasi juda yuqori bo'lsa, shakar darajasi
qon juda past darajaga tushadi.
III.TARMOQDAGI BIOINFORMATIKA
Hozirgi vaqtda biologiya makro yoki mikro sohada rivojlanmagan.
lekin molekulyar darajaga kirib borgan. Shuning uchun bioinformatika fani
dan ko'plab biofizik ma'lumotlarni taqdim etish orqali ham shu yo'nalishda rivojlanmoqda
fan rivojida markaziy ahamiyatga ega bo'lgan oqsil molekulalari va nuklein kislotalar
bioinformatika. Bu aniq, chunki ikkita birikma asosiy hisoblanadi
hayot jarayoni.
2.1. Proteinning molekulyar xarakteri
Protein (protos so'zining kelib chiqishi yunoncha "eng" degan ma'noni anglatadi
asosiy) yuqori molekulyar og'irlikdagi murakkab organik birikmalardir
Bir-biriga bog'langan aminokislotalar monomerlarining polimerlari
bir-biriga peptid bog'lari orqali (4-rasm). Protein muhim rol o'ynaydi
barcha tirik hujayralarning tuzilishi va funktsiyasi. Aksariyat oqsillar
fermentlar yoki ferment sub birliklari. Boshqa turdagi oqsillar strukturaviy funktsiyada rol o'ynaydi yoki
mexanik, masalan, tana va bo'g'imlarning tuzilishini tashkil etuvchi oqsillar
sitoskeleton. Immun tizimida (immunitet) antikorlar sifatida ishtirok etadigan oqsillar va
gormonlar shaklida nazorat qilish tizimi.
4-rasm. Peptid bog'lari
Ma'lumotlarni topish va yig'ish jarayoni turli molekulalarda amalga oshiriladi
ma'lum ketma-ketlikda har xil turdagi aminokislotalarga ega bo'lgan oqsillar. bu jarayon
yangi kashf etilgan oqsil molekulalarining konformatsiyasini bashorat qilish uchun foydalidir
ma'lum konformatsiyadagi oqsil molekulasiga ishora qilib
molekulasi. Protein molekulasining konformatsiyasini bilish ma'lum bo'lishi mumkin
protein ustida eksperimental yoki prognozlash yoki simulyatsiya orqali
Ushbu protein uchun kompyuter. Natijalar konformatsion jihatdan mos keldi
oqsil molekulasi. Bu erdan qobiliyatning qanchalik puxta ekanligini o'lchash mumkin
oqsil molekulalarining konformatsiyasini bashorat qilish uchun kompyuter dasturi.
Prognozlash yoki kompyuter simulyatsiyasi bu sohadagi intizomdir
mos keladigan kompyuter mutaxassislarining roli va yordami bilan bioinformatika
oqsilning faraziy tuzilishi bo'yicha kompyuter dasturining natijalari
haqiqiy oqsil tuzilishi bilan solishtirganda. Folbinlik ham amalga oshiriladi
faraziy oqsil molekulasiga, ya'ni u bilan yaratilgan oqsil molekulasiga
kompyuter yordamida aminokislotalarning ma'lum ketma-ketligi va turlari.
Proteinni kuzatishda markaziy bo'lgan yana bir narsa uning darajasidir
o'xshash oqsillar bilan xilma-xillik, lekin boshqa organizmlardan olingan.
Masalan, insulin gormonining strukturaviy xilma-xillik darajasini ko'rishga urinish
inson va maymun insulini. Mantiqan, kislotalarning turi va ketma-ketligi qanchalik o'xshash
ikkita gormonning aminokislotalari, bu jonzotlarning qarindoshlik darajasi ortib bormoqda
ham yaqin. Bu Charlzning evolyutsion gipotezasini buzishga harakat qilindi
Darvin.
Oqsillarni tashkil etuvchi aminokislotalarni taqqoslash, bashorat qilish va tartiblash
Bu turli xil kompyuter dasturlari bilan amalga oshirilganda, rivojlanish natijalari
bioinformatika intizomi. Endi bu xususiyatlarni solishtirish vaqti emas
qo'lda, chunki bu ko'p vaqt talab etadi va natijalar samarali emas.
Protein va uning retseptorlari o'rtasidagi o'zaro ta'sir mexanizmi bo'yicha tadqiqotlar ham o'tkazildi
bioformatika texnikasida ishlab chiqilgan. Bu holda mexanizm muhokama qilinadi
oqsil molekulalari va o'rtasidagi o'zaro ta'sirga oid faraziy (inson prognozi).
ma'lum belgilar va ularning retseptorlari, shuningdek, har xil turdagi biomolekulalardan iborat
oqsillar, lipidlar va boshqalar, shu jumladan retseptor joylashgan hujayra membranasi kabi
da joylashgan.
2.2. Nuklein kislotasi ma'lumotlari
Nuklein kislota - nukleotidlar (polinukleotidlar) polimeri.
genetik ma'lumotlarni saqlash va uzatishdagi roli. Bu nordon deb ataladi
chunki u o'z o'rnini, ya'ni ichkarida aks ettiruvchi kislotali va nuklein xususiyatlarga ega
hujayra yadrosi (yadro). Biroq, prokaryotik organizmlarda (yadrosiz hujayralar), kislotalar
Nuklein kislota sitoplazmada joylashgan. Hujayra ichida ikki xil kislotalar mavjud
nuklein kislotasi (tarkibidagi qandlar asosida), ya'ni deoksiribonuklein kislotasi
(DNK), shakar deoksiriboza va ribonuklein kislotasi (RNK), shakar riboza. Bu ikki shakar o'rtasidagi yagona farq shundaki, deoksiriboza emas
ikkinchi raqamli uglerodida bitta kislorod atomi bor, bu unga o'z nomini beradi
deoksiyaga (5-rasm).
5-rasm. DNK va RNK molekulalaridagi pentoza qandlari
DNK va RNK chiziqli polimerlar bo'lib, tarmoqlanmagan va tartibga solingan
nukleotidlar deb ataladigan subbirliklardan iborat. Har bir nukleotid o'z ichiga oladi
uch qismdan iborat, ya'ni 5-uglerodli shakar (pentozalar), geterosiklik organik asoslar
azotli asoslar deb ataladi (tarkibida uglerod, azot bor va tekis) va
polimerni kislotali holga keltiradigan manfiy zaryadlangan fosfat guruhi (6-rasm).
6-rasm. DNK va RNKdagi nukleotidlarning molekulyar tuzilishi
DNKdagi ham, RNKdagi ham azotli asoslarni guruhlash mumkin
ikki guruhga, ya'ni purinlar va pirimidinlarga bo'linadi (7-rasm). purin asoslari
ikkita (velosiklik) halqaga ega, pirimidin esa faqat bitta
bitta halqa (monotsiklik). DNKda, shuningdek, RNKda purinlar adenin (A) dan iborat.
va guanin (G). Biroq, pirimidin uchun DNK va DNK o'rtasida farq bor
RNKlar. Agar DNKdagi pirimidin asoslari sitozin (C) va timin (T) dan iborat bo'lsa, unda
RNKda timin yo'q, uning o'rniga urasil (U) mavjud. Timin boshqacha
urasil bilan faqat 5-pozitsiyada metil guruhi mavjudligi sababli
timinni 5-metiluratsil deb ham aytish mumkin.
7-rasm.Pirimidin va purin asos tuzilmalari
To'rtta asos o'ziga xos tarzda bog'lanadi
vodorod bog'lanish orqali sherik. DNKda T bilan A yoki U bilan A
RNKda 2 vodorod aloqasi orqali, C esa G bilan 3 gacha
vodorod aloqalari (8-rasm). Ushbu vodorod aloqalarining mavjudligi ikkalasini ham qiladi
bir-biriga bog'langan va bir-birini to'ldiruvchi polinukleotid zanjirlari. Bu shuni bildiradiki,
zanjirlardan biridagi asoslar ketma-ketligi ma'lum bo'lsa, zanjirdagi ketma-ketlik
boshqalarni aniqlash mumkin.
8-rasm. Baza juftlari orasidagi vodorod bog'lari
DNK va RNKdagi nukleotid monomerlari bir-biri bilan bog'lanadi
C soni 3' atomidagi gidroksil guruhlar (OH) o'rtasidagi fosfodiester bog'i orqali
keyingi nukleotidning fosfat guruhi bilan (9-rasm). Shuning uchun,
muqobil shakar-fosfat magistrallaridan tashkil topgan polinukleotid va
5'-P va 3'-OH uchiga ega. Ushbu maqsadlarning mavjudligi
Chiziqli polinukleotid zanjirlari o'ziga xos yo'nalishga ega.
Rasm 9. Polinukleotid zanjirlaridagi fosfodiester bog'lari
DNK bir xil juft spiralda mavjud
hosil qilish uchun bir-biriga buralib turadigan qo'shimcha zanjirlar bilan
spiral narvon o'ngga, RNK molekulalari esa sintezlanadi
DNK shabloni bitta zanjir sifatida (10-rasm). Biroq, bitta zanjirli RNK ham
o'z zanjiriga buklanib, bir-birini to'ldiruvchi tayanch juftlarini hosil qilishi mumkin
buning natijasida noyob ikkilamchi tuzilma paydo bo'ladi. ning ikkita to'ldiruvchi tolasi
DNK qo'sh spiral qarama-qarshi yoki antiparallel yo'nalishda ishlaydi. Agar noto'g'ri bo'lsa
bir zanjir 5' fosfat uchidan o'qiladi, keyin boshqa zanjir o'qiladi
3' gidroksil uchi. 3‛ uchi 3‛ pozitsiyasida erkin –OH guruhini olib yuradi
shakar halqasi va 5‛ uchi halqaning 5‛ pozitsiyasida erkin fosfat guruhini olib yuradi.
shakar. DNK qo'sh spirali har 10 ta asosiy juftlikda bitta burilish amalga oshiradi
(taxminan 3,4 nm).
10-rasm. DNK va RNK zanjirlari
Juftlangan asoslar molekulaning markazida joylashgan bo'lib, bo'shliq hosil qiladi
hidrofobik, shuning uchun spiralning kengligi taxminan 2 nm ga aylanadi. DNKning shakli
B shaklida yoki asl modelga mos keladigan shaklda deyiladi
Uotson-Krik. Boshqa shakllar, masalan, A shakli, agar DNK bo'lsa, topiladi
yuqori tuzli o'rtada. A shaklida 11 ta mavjud
spiralning har bir burilishida tayanch juftlari. Bundan tashqari, Z shakli ham mavjud, ya'ni
DNK molekulasining shakli chap tomonga spiral yo'nalishga ega. Bu turli xil DNK shakllari moslashuvchan, ya'ni ular biridan ikkinchisiga o'zgarishi mumkin
Boshqalar atrof-muhit sharoitlariga bog'liq.
DNKning qo'sh spiralini har bir zanjir tufayli aniq nusxalash mumkin
iplar ketma-ketligini to'liq to'ldiruvchi nukleotidlar ketma-ketligini o'z ichiga oladi
hamkor. Har bir ip sintez uchun shablon bo'lib xizmat qilishi mumkin
asl sherigiga o'xshash yangi to'ldiruvchi ipning (11-rasm).
11-rasm. DNK replikatsiyasi
Bir ipli RNK ham buklanishi mumkinligi ilgari tasvirlangan
o'z zanjiriga aylanadi va to'ldiruvchi tayanch juftligini hosil qiladi
natijada noyob ikkilamchi struktura (molekuladagi vodorod aloqalari).
o'zi = intramolekulyar). RNK tuzilishidagi o'zgarishlarning mavjudligi uni keltirib chiqaradi
funksiya farqi. Funktsiyasiga ko'ra, RNKning 3 turi mavjud, ya'ni: xabarchi RNK
yoki messenjerlar (mRNKlar); Transfer RNK (tRNK) va ribosoma RNK (rRNK).
• mRNK DNKdan ma'lumot/genetik ma'lumot olish uchun javobgardir. Jarayon
Bu transkripsiya deb ataladi va yadroda sodir bo'ladi. Ishlamoqda
xromosoma DNKsi va sitoplazmatik aminokislotalar o'rtasida vositachi sifatida.
Protein ishlab chiqarishda muhim rol o'ynaydi
• tRNK sitoplazmadagi aminokislotalar bilan bog'lanish uchun javobgardir.
tRNK bilan bog'lanishidan oldin aminokislotalar birinchi bo'lib reaksiyaga kirishadi
energiya va faoliyat uchun ATP bilan. tRNK aminokislotalarni olib yuradi
uni ribosoma bilan bog'laydi. Bu erda genetik ma'lumotlarning o'zgarishi sodir bo'ladi
mRNKning asosiy ketma-ketligi bilan ichki aminokislotalar ketma-ketligi bilan ifodalanadi
hosil bo'lgan oqsillar. Ushbu o'zgarish jarayoni "Tarjima" deb ataladi
• rRNK aminokislotalar yordamida oqsillarni sintez qilish uchun javobgardir.
Bu jarayon ribosomada sodir bo'ladi va yakuniy natija bo'ladi
polipeptid. Batafsil ma'lumotni 12-rasmda ko'rish mumkin.
 RNK  oqsildan genetik axborot oqimi
Nuklein kislotalarning tuzilishidan olingan ma'lumotlarning ba'zilari, shu jumladan:
1. Organizmning asosiy rejasi yoki ma'lumotlari kislotalarda mavjud
nuklein kislotasi.
2. Nuklein kislotalar organizmning qobiliyati haqida ma'lumot beradi
evolyutsiya jarayonida turli xil yashash muhitida omon qoladi.
3. Nuklein kislotalar organizmning molekulyar soatlari vazifasini bajarishi mumkin
bu organizmlar evolyutsiyasining uzoq tarixini tasvirlaydi
molekulyar nuqtai nazardan.
4. Nuklein kislotalar ifodalanmagan genlarni import qiladi,
yoki endi ifodalanmaydigan genning qolgan qismi. Odamlarda genlar mavjud
shunday va bu genomning katta hajmiga hissa qo'shadi
kishi.
5. Nuklein kislotalar ma'lum bir genning tabiati haqida ma'lumot beradi
odamlar va uni turli xil genlarning tabiati bilan solishtiring
hayvon. Ushbu taqqoslash jarayoni bir qator maqsadlar uchun muhimdir
tibbiyot va to'qimalar transplantatsiyasi kabi.
6. Nuklein kislotalar oqsillar orasidagi o'zaro ta'sirlar haqida ma'lumot berishi mumkin
va nuklein kislotalar.
IV. Bioinformatika va hisoblash sohasidagi yutuqlar
Bioinformatika va hisoblash sanoati juda tez rivojlandi
1990-2000 yillar. Bu taraqqiyot kashfiyot bilan ajralib turadi
genetik muhandislik, to'qimalar madaniyati, rekombinant DNK kabi texnologiyalar,
ildiz hujayralarini ko'paytirish, klonlash va boshqalar. bu texnologiya
irsiy kasalliklarni davolashga imkon beradi
yoki surunkali davolab bo'lmaydigan, masalan, saraton yoki OITS.
Ildiz hujayralari rivojlanishi sohasidagi tadqiqotlar ham kasallar uchun mumkin
yo'qotish yoki shikastlanishga olib keladigan insult yoki boshqa kasallik
tana to'qimalari avvalgidek shifo berishi mumkin.
Oziq-ovqat sohasida genetik muhandislik texnologiyasidan foydalangan holda,
to'qima madaniyati va rekombinant DNK, xususiyatlarga ega o'simliklarni ishlab chiqarishi mumkin va
ustun mahsulot, chunki u o'simliklar bilan solishtirganda ko'proq ozuqaviy moddalarni o'z ichiga oladi
shuningdek, zararkunandalar va atrof-muhit bosimiga nisbatan ancha chidamli.
Hozirgi vaqtda biotexnologiyani qo'llash tabiatni muhofaza qilishda ham mavjud
atrof-muhitning ifloslanishidan. Masalan, neftning parchalanishida
bakteriyalar tomonidan dengizga to'kilgan va zaharli moddalar (zaharlar) parchalanishi.
yangi turdagi bakteriyalar yordamida daryo yoki dengizlarda. sohadagi taraqqiyot
biotexnologiyani rivojlanish atrofidagi turli qarama-qarshiliklardan ajratib bo'lmaydi
texnologiya. Misol uchun, klonlash texnologiyasi va genetik muhandislik qarshi
Oziq-ovqat ekinlari turli guruhlar tomonidan o'qqa tutildi.
Yana bir yutuq - kombinatsion kimyoning, ya'ni fanning rivojlanishi
molekula kashf etilishining turli usullarini muhokama qiladigan kimyo
ma'lum bir o'ziga xoslikka ega. Har bir molekulaning o'ziga xos xususiyatlari juda muhimdir
kimyoning o'zi va boshqa tegishli fanlarning rivojlanishi
farmakologiya, biokimyo va boshqalar kabi kimyo. Agar orqaga qarasak
organik kimyoda uglerod atomlari hosil bo'lishi mumkinligini bilamiz
turli xil uglerod birikmalari. Murakkab tarkibida turli izomerlarning mavjudligi haqida gapirmasa ham bo'ladi
uglerod, u uglerod birikmasining ish faoliyatini oshiradi. Misol uchun,
agar monosaxarid molekulalarini (geksozalarni) ko'rib chiqsak. Geksoza qutisidan
funktsional guruhlarga asoslangan monosaxaridlarning ikkita asosiy guruhini topamiz
Unda aldoz va ketoz guruhlari mavjud. E'tibor bersak
aldozalarda, u holda izomerlar asosida 16 turdagi aldozalarni topishimiz mumkin
optika. Buning sababi shundaki, har bir aldoz molekulasi to'rtta uglerod atomiga ega
assimetrik.
Organik birikmalar hosil qiluvchi uglerod atomlari soni qancha ko'p bo'lsa,
organik birikmalar qanchalik xilma-xil bo'ladi. Bu xilma-xillikni ko'rish mumkin
Uglerod atomlari bir-biri bilan qanday bog'lanadi? Bundan tashqari
xilma-xillikni kislorod kabi boshqa elementlarning qobiliyatidan ham ko'rish mumkin.
vodorod va azot uglerod atomlari bilan bog'langan. Chunki u juda xilma-xil
organik kimyoviy tuzilish, uni o'rganish oddiy jarayon emas. Kerak
xilma-xillikni o'rganishga yordam beradigan kompyuter tizimi yordami.
Kombinatorik kimyoda kompyuterlardan foydalanish uchun
asosiy ma'lumotlar va dizayn tuzilmalari sifatida molekulyar kutubxonalarni yaratish
ma'lum xususiyatlarga ega bo'lgan ma'lum molekulalar. Masalan, inhibe qilish
mevaning pishishi uni qo'zg'atuvchi fermentlarni inhibe qilish orqali amalga oshirilishi mumkin
pishib etish jarayoni. Bunday pishgan fermentlarni inhibe qilish kerak
ferment bilan bog'lana oladigan o'ziga xos molekula berilgan. Jarayon
Bu molekulalarni izlash kombinasion kimyoni bilishni talab qiladi
va kompyuter yordamida amalga oshiriladi.
Amaldagi molekula ma'lum talablarga ega bo'lishi kerak. Misol uchun
meva pishishi fermenti inhibitori sifatida doimiy ravishda bog'lanmasligi kerak
bu fermentlar bilan. Ushbu to'siqlar doimiy emas va ularni olib tashlash mumkin
ma'lum vaqtdan keyin. Bundan tashqari, molekula zaharli emas
odamlarga nisbatan. Ushbu mevaning pishishini inhibe qilish jarayoni tijorat qiymatiga ega
yuqori, chunki mevani ma'lum vaqt ichida tashish mumkin va
juda sovuq harorat kerak emas. Biologiya ham o'z rivojlanishida
kombinatoryal kimyoni tushunishni talab qiladi, lekin o'rganishda ta'kidlanadi
tirik mavjudotlarni tashkil etuvchi biomolekulalarning tuzilishi.
Klinik sohada bu bemorlarning klinik ma'lumotlarini boshqarish bo'lishi mumkin
Elektr tibbiy yozuvi (EMR) orqali. Saqlangan ma'lumotlar ma'lumotlarni o'z ichiga oladi
laboratoriya diagnostika tahlillari, maslahatlar va takliflar natijalari, rentgen nurlari, o'lchovlar
yurak urish tezligi va boshqalar. Ushbu ma'lumotlarga ko'ra, shifokor tegishli dori-darmonlarni aniqlay oladi
bemorning ahvoli va bundan tashqari, inson genomini o'qish orqali
insonning genetik kasalligini bilish imkonini beradi, shuning uchun
aniqroq bemorni parvarish qilish. Bioinformatika ham vositalarni taqdim etadi
yangi kasalliklarni aniqlash, yangi kasalliklarni tashxislash uchun juda muhim,
organ transplantatsiyasi, IVF va dori kashfiyotlari.
Bibliografiya