Mavzu Moddalar almashinuvi

Mavzu

Moddalar almashinuvi

Reja

• Modda almashinuvi haqida tushuncha
• Assimilasiya jarayoni
• Dissimilatsiya jarayoni
• Metabolizmda ishtirok etuvchi fermentlar

Moddalar almashinuvi (metabolizm) — tirik organizmlarning oʻsishi, hayot faoliyati, koʻpayishi, tashqi muhit bilan munosabatlarini doimiy taʼminlaydigan kimyoviy oʻzgarishlar majmui. Moddalar almashinuvi tufayli xujayra tarkibiga kiradigan molekulalar parchalanadi va sintezlanadi, hujayra strukturalari va hujayralararo moddalar hosil boʻladi, yemiriladi va yangilanadi. Mas, odamda barcha toʻqima oqsillarining yarmisi taxminan 80 sutkada parchalanib, yangidan hosil boʻladi; jigar va qon zardobidagi oqsillarning yarmi har 10 kunda, muskul oqsillari 180 kunda, ayrim jigar fermentlari har 2—4 soatda yangilanib turadi. Moddalar almashinuvi energiya almashinuvi bilan chambarchas bogʻlangan boʻlib, ularni bir-biridan ajratib boʻlmaydi. 

Hujayralarda sodir boʻladigan Moddalar almashinuvi bilan energiya almashinuvi biologik katalizatorlar — fermentlar ishtirokida amalga oshadi. Energiya almashinuvida murakkab organik molekulalardagi kimyoviy bogʻlar shaklida mavjud boʻladigan potensial energiya kimyoviy oʻzgarishlar tufayli hujayra strukturasi va funksiyasini, tana haroratini saqlab turish, ish bajarish va boshqa jarayonlar uchun sarf boʻladigan energiyaga aylanadi. Moddalar almashinuvi hujayrada bir vaqtning oʻzida kechadigan va oʻzaro bogʻliq boʻlgan ikki jarayon — anabolizm va katabolizmaan iborat. Katabolik jarayonlarda murakkab molekulalar oddiy molekulalarga parchalanib, koʻp miqdorda energiya ajraladi. Bu energiya maxsus kimyoviy energiyaga boy makroergik bogʻlar, asosan, adenozintrifosfat kislota (ATF) va boshqa molekulalar shaklida jamgʻariladi. Katabolik oʻzgarishlar, odatda, gidrolitik va oksidlanish reak-siyalari natijasida amalga oshadi.

Bu reaksiyalar kislorodsiz (anaerob yoʻl — glikoliz, bijgʻish) hamda kislorod ishtirokida (aerob yoʻl — nafas olish) sodir boʻladi. Ikkinchi yoʻl evo-lyusion nuqtai nazardan ancha yosh va energetik jihatdan ancha samarali boʻlib, unda organik moddalar SO2 va suvgacha toʻliq parchalanadi.

Hujayrada katabolizm va anabolizm reaksiyalari bir vaqtda kechadi; katabolik oʻzgarishlarning oxirgi bosqichi anabolizmning boshlangʻich reaksiyalari hisoblanadi. Birok, Moddalar almashinuvining anabolitik va katabolitik yoʻllari oʻzaro mos kelmaydi. Mas, glikogenning laktat kislotagacha parchalanishida 12 ta ferment ishtirok etib, ularning har biri bu jarayonning alohida bosqichini katalizlaydi. Glikogenning laktat kislotadan hosil boʻlishi jarayoni esa 9 ta fermentativ reaksiyalardan iborat boʻlib, ular tegishli katabolik reaksiyalarning aksi hisoblanadi.

Xuddi shunga oʻxshash oqsillar bilan aminokislotalar yoki yogʻlar bilan faollashgan atsetat kislota oʻrtasida kechadigan anabolik va katabolik re-aksiyalar ham oʻzaro mos kelmaydi. Moddalar almashinuvining reaksiyalari hujayraning maʼlum qismlari — kompartamentlarda amalga oshadi. Mas, glikoliz jarayoni hujayra sitoplazmasida, gidrolitik parchalanish reaksiyalari — lizosomalarda, lipidlarning hosil boʻlishi silliq endoplazmatik toʻrda, oqsillar biosintezi ribosomalarda roʻy beradi.

Moddalar almashinuvining umumiy bosqichlari bir-biri bilan doimo bogʻlangan boʻladi. Moddalar almashinuvining asosiy oraliq moddasi piruvat kislota uglevodlar, lipidlar va oqsillar almashinuvi reaksiyalarini oʻzaro bogʻlab turadi.

Barcha tirik organizmlar uchun xos boʻlgan hujayra darajasidagi Moddalar almashinuvi, asosan, bir xil usulda boshqariladi. Bunda biokimyoviy jarayonlarning jadalligi va yoʻnaltirilganligi fer-mentlar faolligiga taʼsir koʻrsatish, ularning hosil boʻlishi yoki parchalanishini boshqarish orqali amalga oshadi. Yuksak darajada rivojlangan organizmlarda Moddalar almashinuvi qoʻshimcha boshqaruv mexanizmlariga ega. Moddalar almashinuvi nerv sistemasi orqali va gormonal yoʻl bilan ham boshqarib turiladi (yana q. Assimilyasiya, Dissimilyasiya)

Assimilyatsiya (lot. assimililio – birikish, o‘zlashtirish, o‘xshatish) – (biol.da) tirik organizmlar uchun xos bo‘lgan moddalar almashinuvining bir tomoni, tashqi muhitdan olinadigan moddalardan organizm uchun zarur mu-rakkab moddalar hosil bo‘lishi. A. – ti-riklikning eng asosiy xususiyatlaridan biridir. A. jarayonida organizmning o‘sishi, rivojlanishi va yangilanishida energiya manbai sifatida foydalanila-digan moddalar to‘planishi ta’minla-nadi. Termodinamika nuqtai nazaridan organizmlar ochiq sistema bo‘lib, ularga tashqi muhitdan energiya kelib turadi. Tirik organizmlar uchun quyosh nuri dast-labki energiya manbai hisoblanadi. Yer yuzida uchraydigan barcha tirik organizmlar energiya manbalaridan foydalanish xususiyatlariga ko‘ra avtotrof va gete-rotrof guruhgaajratiladi. Faqat avto-troflar (yashil o‘simliklar) quyoshning energiyasidan fotosintez jarayonida or-ganik moddalar (uglevodlar, oqsillar, yog‘lar) sintez qilishi mumkin

Xemosin-tezlovchi mikroorganizmlardan tashqari barcha organizmlar (geterotroflar) tay-yor organik moddalarni A. qiladi, ya’ni ulardan energiya manbai yoki qurilish materiali sifatida foydalanadi. A. jarayonida geterotroflar organizmida oqsillar dastlab aminokislotalargacha parchalanadi, ya’ni biologik individu-allik xususiyatini yo‘qotadi, so‘ngra har bir organizmning o‘zi uchun xos bo‘lgan oqsillar sintezlanadi. Tirik organizmda uni tash-kil etuvchi qismlarning yan-gilanishi parchalanish (dissimilyatsiya) va sintezlanish (A.) tufayli to‘xtovsiz davom etadi.

Mas, katta yoshdagi odam organizmida oqsillar taxminan 2,5 yil da-vomida to‘liq almashinadi. A.ning institutensivligi va bu jarayonning dissimi-lyatsiyaga nisbati organizmlar turi hamda yoshiga bog‘liq. A. organizmlar o‘sayotgan davrda, ya’ni yosh hayvonlar organizmida, o‘simliklarning butun hayoti davomida jadal kechadi. A. anabolizm jarayoniga o‘xshash, lekin undan oziqning iste’mol qilinishi va organizmda oziq moddalarning to‘planishi, ya’ni hujayradan tashqarida boradigan jarayonlarni ham o‘z ichiga olishi bilan farq qiladi.

Dissimilyasiya (lot. dissimilatio -oʻxshatmaslik) — organizmlarda murakkab organik moddalarning parchalanib, birmuncha oddiyroq moddalarga aylanish jarayoni; assimilyasiyaga karamaqarshi boʻlgan jarayon

Barcha tirik organizmlar uchun xos boʻlgan hujayra darajasidagi moddalar almashinuvi, asosan, bir xil usulda boshqariladi. Bunda biokimyoviy jarayonlarning jadalligi va yoʻnaltirilganlgi fermentlar faolligiga taʼsir koʻrsatish, ularning hosil boʻlishi yoki parchalanishini boshqarish orqali amalga oshadi. Yuksak darajada rivojlangan organizmlarda moddalar almashinuvi koʻshimcha boshqaruv mexanizmlariga ega. Moddalar almashinuvi nerv tizimi orqali va gormonal yoʻl bilan ham boshqarib tuziladi.

Fermentlar (lot. fermentum — achitqi), enzimlar — hayvon, oʻsimlik va bakteriyalarning tirik hujayralaridagi oqsilli katalizatorlar. F. maxsus xususiyatlari va kimyoviy reaksiyalarni tezlashtirishi bilan odatdagi katalizatorlardan farqlanadi. Ular katal izatorlar kabi kimyoviy reaksiyalarning faollanish energiyasini pasaytiradi

1914 yil rus kimyogari K.G.S. Kirxgof undirilgan arpa donidan olingan ekstrakt taʼsirida kraxmalni qandgacha parchaladi. 1933 yilda fransuz kimyogarlari A. Payen va J. Perso birinchi marta arpa donidan amilaza fermentini ajratib oldilar. 19-asr oʻrtalarida mikrobiologiyanint asoschisi L. Paster achish jarayonini tirik mikroorganizmlar (achitqilar) koʻzgʻatadi va bu jarayon ularning hayoti bilan bogʻliq deb koʻrsatdi. 1897 yilda nemis kimyogari E. Buxner achitqidan spirtli achish jarayonini chaqiruvchi fermentni ajratib oldi.

20-asr boshlariga kelib nemis kimyogari R. Vilshtetter xodimlari bilan F.ni ajratish va tozalashda adsorbsiya usulidan keng foydalandi. 20— 30- yillarda J. Samor, birinchi kristallik ferment (ureaza), soʻngra pepsin va boshqa bir qator proteologik F.ni kristall shaklida ajratib oldi.

20-asrning oʻrtalariga kelib, fizikkimyoviy taxlil (asosan, xromotografiya) va oqsil kimyosi usullarining rivojlanishi natijasida qator F. ning birlamchi strukturasi aniklandi. Mas, qoramol oshqozon osti bezining ribonukleaza fermentlari toʻrtta disulfid bogi bilan bogʻlangan 124 aminokislota qoldigʻidan iboratligi koʻrsatib berildi. Shundan keyin rentgen struktura taxlili yordamida bir qancha F.ning ikkilamchi va uchlamchi strukturalari aniqlandi. Koʻp F. toʻrtlamchi strukturaga ega ekanligi, yaʼni molekulalari tarkibi va strukturasi jihatidan turlicha boʻlgan bir qancha oqsil subbirliklar (biopolimerlar)dan iboratligi koʻrsatildi.\

F. barcha oqsillar kabi oddiy va murakkab boʻladi. Murakkab F.ning molekulalari ikki komponentdan: oqsil (apoferment) va oqsil boʻlmagan — prostetik guruh komponentidan iborat. Prostetik guruh apofermentdan oson ajraladigan hollarda kofaktor yoki koferment deb ataladi. Uglevodlar, nukleotidlar, turli metallarning ionlari va boshqa birikmalar, vitaminlar hamda ularning hosilalari (vitaminlari kofermentlardan iborat 150 dan ortiq F. maʼlum) kofermentlar boʻlishi mumkin. Avitaminoz va gipovitaminozlarda koʻpgina ferment tizimining funksiyasi izdan chiqadi, bu butun organizm normal hayot faoliyatining buzilishiga sabab boʻladi.

Koʻpchilik F. aʼzo va toʻqimalarda shu darajada kamki, qatto ularning absolyut miqdorini (mas, milligrammlarda) bilish qiyin. Shu sababli F.ning istalgan aʼzodagi miqdorini, ularning faolligiga qarab aniklanadi. F.ning faollik birligi uchun bir min.da maʼlum miqdordagi substratning oʻzgarishini katalizlashga ketgan F. miqsori qabul qilingan.

F.ning taʼsir etishi bir qator omillarga, xususan, temperatura va muhit rN ga (rN — vodorod koʻrsatkich) bogʻliq. F.ning taʼsir etish optimum trasi 38—60°, temperatura bundan yuqori boʻlsa, F. odatda, denaturlanib oʻz faolligini yoʻqotadi. Pekin baʼzi F. (mas, ribonukleaza, miokinaza) 100° issiqlikka ham chidaydi. Odam va issiq qonli qayvonlar fermenti 37—38°da, yaʼni tana haroratida taʼsir koʻrsatadi. F. faolligining traga bogʻliqligidan tibbiyot amaliyotida, jumladan, jarrohlikda foydalaniladi.

Koʻpchilik F. neytral reaksiyada (rN— 7,0 da) faol boʻlib, kislotali va ishqorli muhitda ular oʻz faolligini yoʻqotadi. Kislotali muhitda faol boʻlgan pepsin va baʼzi toʻqima proteolitik F. (mas, katepsin D) hamda ishqorli muhitda (rN — 8,0 da) faol boʻlgan tripsin bulardan mustasno.

Pepsin (qadimgi yunoncha: πέψις – hazm qilish), oshqozon shilliq qatlami hujayralari tomonidan ishlab chiqariladigan ferment. Oziq ovqat oqsillarini peptidlarga parchalanishini amalga oshiradi. Insonlar, sutemizuvchilar, qushlar, sudralib yuruvchilar va ko’pchilik baliqlar oshqozonida mavjud.

Lipaza, lipazalar (yun. lipos — yogʻ) — gidrolazalarga mansub fermentlar; glitserin va erkin yogʻ kislotalariga qadar triglitseridlarning parchalanishini katalizlaydi. Hayvon va odam ichagi devorida (ichak L.si), meʼda osti bezi shirasida (pankreatik L.), qon plazmasida (lipoproteidlipaza), shuningdek, baʼzi oʻsimliklarning urugʻlarida va vegetativ organlarkda, mikroorganizmlarda boʻladi. Farmakologiyada, oziq-ovqat sanoati va koʻnchilikda L.dan foydalaniladi

Amilazalar – uglerodning 1- va 4-atomlari o‘rtasidagi glyukozid bog‘larini parchalash yo‘li bilan kraxmal, glikogen va ularga yaqin polisaharidlar gidrolizini tezlashtiruvchi fermentlar. Uchta xili bor: a-amilaza hayvon, o‘simlik va mikroorganizmlarda uchraydi; u ish-tirok etadigan reaksiyalarda asosan dekstrinlar hosil bo‘ladi. (3-amilaza yuksak o‘simliklarga xos bo‘lib, maltoza va yirik molekulali dekstrinlar hosil bo‘lishini tezlashtiradi. Glyukoamila-za hayvonlar koni, mog‘or zamburug‘lari, bakteriyalar va boshqalarda bo‘lib, glyukoza va dekstrinlar hosil bo‘lishini tezlashti-radi. Odatda polisaharidlar gidrolizida turli A. baravariga qatnashadi. Unib chiqqan arpa urug‘lari ekstrakti ta’si-rida kraxmalning shakarlanishi (A.ning fermentativ ta’siri)ni rus akademigi K. S. Kirxgof birinchi marta tasvir et-gan (1814). A.ning fiziologik ahamiyati shuki, u hujayralardagi polisaharidlar zaxirasini safarbar qiladi (mas, urug‘ unayotganda). Ovkat hazm qilishda ham A.ning ahamiyati katta; hayvonlar hamda odamning so‘lagida va me’da osti bez-ining shirasida A. bor. Mikroorganizmlar kraxmalni iste’mol kila turib, A. chiqaradi. Mog‘or zamburug‘lari bilan bakteriyalardan olinadigan a- amilaza spirt sanoatida va non yopishda, glyuko-amilaza esa kraxmaldan glyukoza i.ch-.da qo‘llaniladi.

E’tiboringiz uchun

Raxmat!!!