Mavzu: nukleotidlarning organizmdagi ahamiyati. Reja: I. Kirish: II. Asosiy qism

Ular irsiy belgilarni saqlash va nasldan-naslga
o'tkazish, oqsillar biosintezi kabi muhim hayotiy
Jarayonlarni amalga oshirishda faol ishtirok etadi.
Nuklein kislotalar dastlab hujayra yadrosidan
ajratib olinganligi sababli nuklein kislotalar
("nukleus" -- yadro) deb atalgan. Hozirgi vaqtda
nuklein kislotalar faqat yadroda emas, balki
xloroplast va mitoxondriyda ham mavjudligi
aniqlangan.
Sayyoradagi barcha hayot yadro tarkibidagi genetik ma'lumot tufayli o'zlarining tashkiliy tartibini saqlaydigan ko'plab hujayralardan iborat. U monomer birliklar - nukleotidlardan tashkil topgan murakkab yuqori molekulyar birikmalar - nuklein kislotalari tomonidan saqlanadi, amalga oshiriladi va uzatiladi. Nuklein kislotalarning rolini ta'kidlab bo'lmaydi. Ularning tuzilishining barqarorligi organizmning normal hayotiy faoliyatini belgilaydi va tuzilishdagi har qanday og'ishlar muqarrar ravishda o'zgarishga olib keladi uyali tashkilot, fiziologik jarayonlarning faolligi va umuman hujayralarning hayotiyligi.
NUKLEOTID HAQIDA TUSHUNCHA VA UNING XUSUSIYATLARI
Har biri yoki RNK kichikroq monomerik birikmalar - nukleotidlardan yig'iladi. Boshqacha qilib aytganda, nukleotid hujayra uchun hayot davomida zarur bo'lgan nuklein kislotalar, koenzimlar va boshqa ko'plab biologik birikmalar uchun qurilish materialidir.
Ushbu almashtirib bo'lmaydigan moddalarning asosiy xususiyatlariga quyidagilar kiradi.
Xususiyatlar va meros qilib olingan xususiyatlarni saqlash;
... o'sish va ko'payishni nazorat qilish;
... hujayralardagi metabolizm va boshqa ko'plab fiziologik jarayonlarda ishtirok etish.
Nukleotidlar haqida gapirganda, ularning tuzilishi va tarkibi kabi muhim masalaga to'xtalib bo'lmaydi.

Har bir nukleotid quyidagilardan iborat:
Shakar qoldig'i;
... azotli asos;
... fosfat guruhi yoki fosforik kislota qoldig'i.
Nukleotidni kompleks deb aytishimiz mumkin organik birikma... Azotli asoslarning turkum tarkibiga va nukleotid tarkibidagi pentozaning turiga qarab nuklein kislotalar quyidagilarga bo'linadi.
Deoksiribonuklein kislotasi yoki DNK;
... ribonuklein kislota yoki RNK.
NUKLEIN KISLOTA TARKIBI
Nuklein kislotalarda shakar pentoza bilan ifodalanadi. Bu beshta uglerodli shakar, DNKda dezoksiriboza, RNKda riboza deyiladi. Har bir pentoza molekulasida beshta uglerod atomi bor, ularning to'rttasi kislorod atomi bilan birgalikda beshta a'zoli halqani hosil qiladi va beshinchisi HO-CH2 guruhiga kiradi.
Pentoz molekulasidagi har bir uglerod atomining holati tub (1C´, 2C´, 3C´, 4C´, 5C´) bo'lgan arabcha raqam bilan ko'rsatilgan. Nuklein kislota molekulasidan o'qishning barcha jarayonlari qat'iy yo'naltirilganligi sababli, uglerod atomlarini raqamlash va ularning halqada joylashishi to'g'ri yo'nalishning o'ziga xos ko'rsatkichi bo'lib xizmat qiladi.
Gidroksil guruhida fosfor kislotasi qoldig'i uchinchi va beshinchi uglerod atomlariga (3C´ va 5C´) biriktiriladi. Shuningdek, DNK va RNKning kislotalar guruhiga kimyoviy mansubligini aniqlaydi.
Azotli asos shakar molekulasidagi birinchi uglerod atomiga (1C´) biriktirilgan.
AZOTLI ASOSLARNING TURLARI TARKIBI
Azotli asosdagi DNK nukleotidlari to'rt tur bilan ifodalanadi:
Adenin (A);
... guanin (G);
... sitozin (C);
... timin (T).
Birinchi ikkitasi purinlar sinfiga, oxirgi ikkitasi pirimidinlarga tegishli. Purin har doim molekulyar og'irlikda pirimidindan og'irroq.

Azotli asosda RNK nukleotidlari mavjud:
Adenin (A);
... guanin (G);
... sitozin (C);
... uratsil (U).
Uracil, xuddi timin kabi, pirimidin asosidir.
Ilmiy adabiyotlarda siz ko'pincha azotli asoslar uchun boshqa belgini topishingiz mumkin - lotin harflarida (A, T, C, G, U).
Pureinlar va pirimidinlarning kimyoviy tuzilishini batafsil ko'rib chiqamiz.

Pirimidinlar, ya'ni sitozin, timin va uratsil ikkita azot atomidan va to'rtta uglerod atomidan iborat bo'lib, olti a'zoli halqani hosil qiladi. Har bir atomning soni 1 dan 6 gacha.
Purinlar (adenin va guanin) pirimidin va imidazol yoki ikkita heterosikldan iborat. Purin asosi molekulasi to'rtta azot va beshta uglerod atomlari bilan ifodalanadi. Har bir atom 1 dan 9 gacha raqamlangan.
Azotli asos va pentoz qoldiqlarining birikishi natijasida nukleosid hosil bo'ladi. Nukleotid - bu nukleosid va fosfat guruhining birikmasi.
FOSFODIESTER BIRIKMALARINING HOSIL BO'LISHI
Nukleotidlar polipeptid zanjiriga qanday qo'shilib, nuklein kislota molekulasini hosil qiladi degan savolni tushunish muhimdir. Bu fosfodiester aloqalari deb ataladi.
Ikki nukleotidning o'zaro ta'siri dinukleotid hosil qiladi. Yangi birikmaning hosil bo'lishi kondensatlanish jarayonida, bir monomerning fosfat qoldig'i bilan boshqasining pentozasining gidroksi guruhi o'rtasida fosfodiester bog'lanish paydo bo'lganda paydo bo'ladi.
Polinukleotid sintezi - bu reaksiyaning takroriy takrorlanishi (bir necha million marta). Polinukleotid zanjiri shakarlarning uchinchi va beshinchi uglerodlari (3C´ va 5C´) o'rtasida fosfodiester bog'lanishini hosil qilish yo'li bilan qurilgan.
Polinukleotidni yig'ish DNK polimeraza fermenti ishtirokidagi murakkab jarayon bo'lib, zanjirning faqat bitta uchidan (3´) erkin gidroksi guruhi bilan o'sishini ta'minlaydi.
DNK MOLEKULALARINING TUZILISHI
DNK molekulasi, xuddi oqsil singari, birlamchi, ikkilamchi va uchlamchi tuzilishga ega bo'lishi mumkin.

DNK zanjiridagi nukleotidlarning ketma-ketligi uning bir-birini to'ldiruvchi printsipga asoslangan vodorod bog'lanishlari tufayli uning birlamchi hosil bo'lishini belgilaydi. Boshqacha qilib aytganda, dublning sintezi paytida ma'lum bir qonuniyat ta'sir qiladi: bir zanjirning adeninini ikkinchisining timiniga, guaninni sitozinga va aksincha. Adenin va timin juftliklari yoki guanin va sitozin birinchi vodorod bog'lanishlari natijasida, ikkinchisida esa uchta hosil bo'ladi. Nukleotidlarning bu aloqasi zanjirlar orasidagi mustahkam bog'lanishni va ular orasidagi teng masofani ta'minlaydi.
Bir DNK zanjirining nukleotidlar ketma-ketligini bilib, ikkinchisini komplementarlik yoki qo'shilish printsipi bilan bajarish mumkin.
DNKning uchinchi darajali tuzilishi murakkab uch o'lchovli bog'lanishlar natijasida hosil bo'ladi, bu uning molekulasini ixchamlashtiradi va kichik hujayra hajmiga moslasha oladi. Masalan, E. coli DNKning uzunligi 1 mm dan ortiq, hujayraning uzunligi esa 5 mikrondan kam.
DNKdagi nukleotidlar soni, ya'ni ularning miqdoriy nisbati Chergaff qoidasiga bo'ysunadi (purin asoslari soni har doim pirimidin asoslari soniga teng). Nukleotidlar orasidagi masofa 0,34 nm ga teng doimiy qiymat, shuningdek ularning molekulyar og'irligi.
RNK MOLEKULALARINING TUZILISHI
RNK pentoza (bu holda riboza) va fosfat qoldig'i o'rtasida hosil bo'lgan bitta polinukleotid zanjiri bilan ifodalanadi. Uning uzunligi DNKga qaraganda ancha qisqa. Nukleotid tarkibidagi azotli asoslarning tur tarkibida ham farqlar mavjud. RNK timinning pirimidin asosi o'rniga uratsildan foydalanadi. Tanada bajariladigan funktsiyalarga qarab, RNK uch xil bo'lishi mumkin.

Ribosomal (rRNK) - odatda 3000 dan 5000 gacha nukleotidlarni o'z ichiga oladi. Zarur tarkibiy qism sifatida shakllanishda ishtirok etadi faol markaz ribosomalar, hujayradagi eng muhim jarayonlardan biri - oqsil biosintezi.
... Transport (tRNK) - o'rtacha 75 - 95 nukleotiddan iborat bo'lib, kerakli aminokislotaning ribosomadagi polipeptid sintezi joyiga o'tishini amalga oshiradi. Har bir tRNK turi (kamida 40 ta) o'ziga xos monomerlar yoki nukleotidlar ketma-ketligiga ega.
... Axborot (mRNA) nukleotid tarkibida juda xilma-xildir. U genetik ma'lumotni DNKdan ribosomalarga uzatadi, oqsil molekulasini sintezi uchun matritsa vazifasini bajaradi.
NUKLEOTIDLARNING ORGANIZMDAGI ROLI
Hujayradagi nukleotidlar bir qator muhim vazifalarni bajaradi:
Nuklein kislotalar (purin va pirimidin seriyasining nukleotidlari) uchun qurilish materiallari sifatida ishlatiladi;
... hujayradagi ko'plab metabolik jarayonlarda ishtirok etish;
... hujayralardagi asosiy energiya manbai - ATP tarkibiga kiradi;
... hujayralardagi (NAD +, NADP +, FAD, FMN) kamaytiruvchi ekvivalentlarni tashuvchisi sifatida harakat qilish;
... bioregulyatorlarning vazifasini bajarish;
... hujayradan tashqari muntazam sintezning ikkinchi xabarchilari (masalan, cAMP yoki cGMP) sifatida qaralishi mumkin.
Nukleotid - bu murakkabroq birikmalar - nuklein kislotalarni hosil qiladigan monomerik birlik bo'lib, ularsiz genetik ma'lumotni uzatish, uni saqlash va ko'paytirish mumkin emas. Erkin nukleotidlar signalizatsiya va energiya jarayonlarida ishtirok etadigan hujayralar va umuman organizmning normal ishlashini ta'minlovchi asosiy qismlardir.