Mavzu: Umurtqalilarda ko’ndalang targ’il muskullari qisqarish jarayoni. Sirpanuvchi ipchalar modeli Reja

Sirpanuvchi ipchalar nazariyasi
Muskul tolasining qisqarish jarayonini L.Xaksli, J.Xanson va M.Xaksli kabi olimlar tomonidan yaratilgan sirpanuvchi tolalar nazariyasi tushuntiradi. Ammo bu nazariya miozin koʻprikcha boshchalarining aktin tola bilan bogʻlanishi va undan ajralishi jarayonini toʻla ochib bermaydi. Devis tomonidan bu jarayon quyidagicha tushuntiriladi. Yaʼni aktin va miozin molekulasi oʻrtasida hosil boʻluvchi koʻprikchalar miozin molekulasi oxiridagi spiral holatda oʻralgan polipeptid zanjirdan iborat boʻlib, bu strukturaning hosil boʻlishi juft manfiy zaryadlarning oʻzaro itarilishi natijasida kelib chiqadi. Bu zaryadli qismlardan biri ATF aza fermenti faolligiga ega koʻprikcha asosida, yana biri esa koʻprikcha oxirida, ATF molekulasining miozin bilan birikkan sohasida joylashadi. Muskul tolasi qisqarishi jarayonida Sa2+ ionlari koʻprikcha oxiridagi ATF bilan aktin tolasida joylashgan ADF molekulasi oʻrtasida bogʻlanish hosil qiladi va ATF dagi manfiy zaryad neytrallanadi. Natijada elektrostatik itarilish kuchlari yoʻqolib, koʻprikcha polipeptid zanjiri vodorod va gidrofob bogʻlar hisobiga α-spiral koʻrinishga keladi. Koʻprikcha qisqarib aktin tolaning soʻrilishiga olib keladi. Qisqargan koʻprikchaning ATF molekulasiga ega boʻlgan uchi bu holatda ATF ning faol markazi turgan asosga yaqinlashadi. Bu faol markaz taʼsirida ATF parchalanadi va natijada aktomiozin bogʻlanish yoʻqoladi. Soʻngra kretinfosfat gidrolizlanishi koʻprikchada ATF ning qaytadan sintezlanishiga va uning uchida manfiy zaryad hosil boʻlishiga olib keladi. Bu zaryad taʼsirida fiksatsiyalangan manfiy zaryaddan koʻprikchaning asosida itarilib, α-spiralning choʻzilishiga olib keladi. Soʻngra aktin tolasining keyingi qismi bilan yangi taʼsir uchun sharoit yaratiladi.
Shu bilan birga muskullar qisqarish mexanizmini faqat sirpanuvchi tolalar nazariyasi bilan tushuntirib boʻlmasligini koʻrsatuvchi ilmiy qarashlar ham mavjud. Masalan, G.M.Frank tomonidan qisqarish jarayonida muskul tolasida aktin va miozin tolalari oʻzaro sirpanishi bilan birga oʻzlari ham faol qisqarish xususiyatiga ega ekanligi koʻrsatib berilgan. Muskullar qisqarishi va boʻshashishi jarayonida bu jarayonlar amalga oshishini taʼminlovchi omil mavjudligi Marsh tomonidan taʼkidlanadi. Marshning boʻshashtiruvchi omili muskul tolasi qisqarish jarayonida hujayra sarkoplazmasida Sa2+ ionlari miqdorining koʻpayishi taʼsirida faoliyatinini susaytiradi, soʻngra faollashishi natijasida Sa2+ ionlarining sarkoplazmatik retikulum sisternalariga yigʻilishini taʼminlaydi. Shuningdek bu omil muskul tolalari boʻshashish boskichida ATF aza fermenti faoliyatini susaytiruvchi taʼsir koʻrsatishi taʼkidlangan.Muskul qisqarishi - normal nerv impulsiga javoban muskulning kalta tortishi, muskullarning asosiy fiziologik xossalaridan biri. Qisqarish muskulning kaltalanishi yoki taranglanishida namoyon boʻladi. Muskul qisqarishi, odatda, biror ish bajarilishini taʼminlaydi. Muskul qisqarishida miofibrillar tarkibiga kiruvchi oqsillar: miozin va aktin ishtirok etadi. Muskul qisqarishi chogʻida har ikki oqsil oʻzaro taʼsir etib, aktomiozin kompleksini hosil qiladi. Muskul qisqarishi uchun zarur energiya, aktomiozin va adenozintrifosfat kislotattt oʻzaro taʼsirlashuvidan yuzaga keladi. Bundan tashqari, muhitda maʼlum miqdorda kalsiy ionlari Sa+2 boʻlgandagina Muskul qisqarishi roʻy berishi aniqlanganUmurtqalilarda ko'ndalang- targ'il muskullar qisqarishi Sirpanuvchi ipchalar model Labaratorida asbob va qurilmalardan foydalanish
O’zMU Biologiya fakulteti Biologiya yo’nalishi 303-guruh talabasi Abdusattarova Madinabonuning Biofizika asoslari fanidan tayyorlagan
MUSTAQIL ISHI
Reja:1.Harakatchan va qisqaruvchi jarayonlar2.Muskul qisqarish aparat oqsillari3.Umurtqalilarda ko'ndalang- targ'il muskullar qisqarishi.4.Sirpanuvchi ipchalar modeli5.Labaratorida asbob va qurilmalardan foydalanish
Skelet mushaklari tanani mexanik harakatlantirish uchun qisqaradi va bo'shashadi. Asab tizimidan kelgan xabarlar bu mushaklarning qisqarishiga sabab bo'ladi. Butun jarayon mushaklarning qisqarish mexanizmi deb ataladi va uni uch bosqichda umumlashtirish mumkin:
(1) Xabar asab tizimidan mushak tizimiga o'tib, kimyoviy reaktsiyalarni qo'zg'atadi.
(2) Kimyoviy reaktsiyalar mushak tolalarini mushaklarni qisqartiradigan tarzda o'zlarini qayta tashkil qilishiga olib keladi - bu qisqarishdir.
(3) Asab tizimining signali yo'qolganda, kimyoviy jarayon teskari bo'lib, mushak tolalari qayta joylashadi va mushak bo'shashadi.
Keling, mushaklarning qisqarish mexanizmidagi bosqichlarni biroz batafsilroq ko'rib chiqaylik
Mushaklar qisqarishi asab tizimi signal hosil qilganda boshlanadi. Signal, harakat potentsiali deb ataladigan impuls, vosita neyroni deb ataladigan nerv hujayralarining bir turi bo'ylab harakatlanadi. Nerv-mushak birikmasi - bu vosita neyroni mushak hujayrasiga etib boradigan joyning nomi. Skelet mushak to'qimasi mushak tolalari deb ataladigan hujayralardan iborat. Asab tizimining signali nerv-mushak birikmasiga etib kelganida, vosita neyron tomonidan kimyoviy xabar chiqariladi. Kimyoviy xabar, atsetilxolin deb ataladigan neyrotransmitter mushak tolasining tashqi qismidagi retseptorlarga bog'lanadi. Bu mushak ichidagi kimyoviy reaktsiyani boshlaydi.
Mushak tolasi ichidagi ko'p bosqichli molekulyar jarayon atsetilxolin mushak tolasi membranasidagi retseptorlarga bog'langanda boshlanadi. Mushak tolalari ichidagi oqsillar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qila oladigan, qisqartirish va bo'shashish uchun qayta tashkil etilishi mumkin bo'lgan uzun zanjirlarga bo'lingan. Atsetilxolin mushak tolalari membranalaridagi retseptorlarga yetganda, membrana kanallari ochiladi va bo'shashgan mushak tolalarini qisqarish jarayoni boshlanadi:
Ochiq kanallar mushak tolasi sitoplazmasiga natriy ionlarining kirib kelishiga imkon beradi.Natriy oqimi ham mushak tolasi ichida saqlangan kaltsiy ionlarini chiqarishni boshlash uchun xabar yuboradi.Kaltsiy ionlari mushak tolasiga tarqaladi.Mushak hujayralari ichidagi oqsillar zanjirlari orasidagi munosabatlar o'zgaradi, bu esa qisqarishga olib keladi.
Mushak tolalarini impuls bilan ta'minlovchi vosita neyronining stimulyatsiyasi to'xtaganda, mushak tolalari oqsillarining qayta joylashishiga olib keladigan kimyoviy reaktsiya to'xtaydi. Bu mushak tolalaridagi kimyoviy jarayonlarni o'zgartiradi va mushak bo'shashadi.
Elektron mikroskopda olingan fotosuratlarda yo‟g‟on va ingichka
iplarning o‟zaro qat‟iy bir tartib bilan joylashganligi, har bir yo‟g‟on ipning 6
ta ingichka ip bilan o‟ralib turishi ko‟zga tashlanadi. Ayni vaqtda ikkita qo‟shni
yo‟g‟on ip o‟rtasida bir juft ingichka ip bo‟ladi (qo‟shaloq geksoganal panjara).
Miozin va aktin iplarida ko‟ndalang ko‟prikchalar ko‟rinishida ion
birikmalar bor, bular orasi taxminan 60-70 A0 keladigan miozin iplari
o‟simtalaridan hosil bo‟lgan. O‟sha ko‟prikchalar yo‟g‟on ipni qo‟shni oltita
ingichka ipning har biri bilan birlashtiradi va o‟ramlari har 400 A0 dan keyin
takrorlanadigan spiral bo‟ylab joylashadi, shu narsa miofibrillarning struktura
jihatdan yaxlit bo‟lishini ta‟minlab beradi.
Tinch holatdagi muskulda ko‟prikchalar aktin bilan o‟zaro ta‟sirlashmaydi.
Muskul qisqarganda I disk torayadi. A-disk uzunligi o‟zgarmaydi,
-disklar birbiriga qarab harakatlanadi. Natijada I disklar umuman yo‟qoladi. Sarkomer
hajmi qisqarishda kam o‟zgaradi, demak, u qalinlashadi. Sarkomerdagi yo‟g‟on
iplar ingichka iplar orasiga sirg‟alib kira boshlaydi, bu A.Xaksli sirg‟aluvchan
iplar nazariyasidir. Bu nazariyaga ko‟ra ingichka va yo‟g‟on iplar o‟zaro ta‟siri
ko‟prikchalar vositasida ro‟y beradi. Tinch holatdagi muskulda ko‟prikchalar
Muskul izometrik qisqarishda hosil qiladigan kuch qiymati sarkomer
uzunligiga bog‟liqdir. Sarkomer cho‟zilishida kuch iplar ustma-ust tushish
zonasi o‟zgarishiga chiziqli holda kamayadi, ya‟ni kuch aktin va miozinning
kontaktlari soniga proporsionaldir.
Shunday qilib, miozin ko‟prigi bilan aktinning bog‟lanishi kuch paydo
bo‟lishiga olib keladi, muskul qisqarsa ko‟prik kuchi nolgacha kamayguncha
iplar sirg‟alishi vujudga keladi. Sirg‟aluvchi iplar modelida har bir ko‟prik siklik
ishlaydi. Ko‟prik kuch hosil qiladigan yo‟lni ishchi yurish deb, keyingi
harakatini ko‟prikning teskari yurishi deb qarash mumkin. Ushbu sikl davomida
ATF sarf bo‟ladi. Ishchi yurish davomida ko‟prik ATF gidrolizining erkin
energiyasini mexanik ishga aylantiradi. Teskari yurishda ko‟prik holatining
o‟zgarishiga ATF energiyasining bir qismi sarf qilinad
Muskul qisqarishida ATF ikki xil rol o`ynaydi. U aktimiozin aktin va
miozinga dissosiasiyalanishiga sabab bo‟ladi va ayni vaqtda miozinning
adinozintrifosfataza xossalari ta‟siri bilan o‟zi parchalanib, muskulning
qisqarishi uchun zarur energiyani ajratib chiqaradi. Muskuldagi qisqaruvchan
oqsillarning makromolekulalari kooperativ tizimlarga misol bo‟la oladi. Bunga
sabab shuki, ularning atvori o‟zlarini hosil qiluvchi elementlarining o‟zaro
ta‟siriga bog‟liq. Muskul qisqarishi kooperativ xarakterga ega, chunki muskul
ishi qisqaruvchi oqsillar konfigurasiyasining o‟zgarishiga bog‟liq. Bu hodisalar
ketma-ket bo‟lib o‟tadigan bir qancha fazalar bilan yuzaga chiqishi mumkin. Bu
fazalar bir-biriga bog‟liq bo‟lib, bir-birini taqozo etishi muskul reaksiyasini
ta‟minlaydi.
4
To‟qimalar kundalang strukturalar bo‟lgan Z-plastinkalar bilan bir xil
qismlar-sarkomerlarga bo‟lingan, ularning tinch holatdagi muskulda uzunliklari
2,2 mkmni tashkil etadi. To‟qimalarning bo‟shashgan holatdan aktiv holatga
o‟tish nerv impulsi ta‟sirida sarkoplazmatik retikulumdan Ca 2
ionlarining
chiqishi tufayli ro‟y beradi. Aktivlashish tugagandan keyin Ca 2
konsentrasiyasi
10
2 -10
3
marotaba kamayadi va 10
7 -10
8
molni tashkil etadi. Muskullar
aktivlashishi tufayli qisqaradi yoki uzunligi o‟zgarmagan holda kuchlanish hosil
qiladi (izometrik qisqarish). Aksincha izotopik qisqarishda muskullar doimiy
kuchlanishda qisqarib, ish bajaradi. Muskullarning mexanik va energetik
xossalari haqidagi ko‟pchilik ma`lumotlar A.Xill tomonidan 1930-1964 yillarda
aniqlangan. Xill tenglamasiga ko‟ra muskullar qisqarish tezligi va hosil
bo‟ladigan kuch orasidagi bog‟lanish giperbolik grafik bilan xarakterlanadi
Sirpanuvchi filament nazariyasi mushaklarning qisqarish mexanizmini harakat hosil qilish uchun bir-birining yonidan siljishiga asoslangan mushak oqsillari asosida tushuntiradi.11] Sirpanuvchi filament nazariyasiga ko'ra, mushak tolalarining miyozinlari (qalin filamentlari) harakat paytida aktin (ingichka filamentlar) yonidan siljiydi. mushaklar qisqarishi, filamentlarning ikki guruhi nisbatan doimiy uzunlikda qoladi.
Nazariya 1954 yilda ikkita tadqiqot guruhi tomonidan mustaqil ravishda kiritilgan, ulardan biri Kembrij universitetidan Endryu Xaksli va Rolf Nidergerke, ikkinchisi esa Massachusets texnologiya institutidan Xyu Xaksli va Jan Xanson. Dastlab 1953 yilda Xyu Xaksli tomonidan ishlab chiqilgan. Endryu Xaksli va Nidergerke uni "juda jozibali" gipoteza sifatida kiritdilar. 1950-yillarga qadar mushaklar qisqarishi bo'yicha bir nechta raqobatdosh nazariyalar mavjud edi, ular orasida elektr tortishish, oqsillarni katlama va oqsillarni o'zgartirish. Yangi nazariya to'g'ridan-to'g'ri o'zaro faoliyat ko'priklar nazariyasi deb ataladigan yangi tushunchani kiritdi.Sirpanish filamentining molekulyar mexanizmini tushuntiradi. O'zaro ko'prik nazariyasi aktin va miyozin ekanligini ta'kidlaydi. miyozin boshini aktin filamentiga biriktirish orqali oqsil kompleksini (klassik ravishda aktomiozin deb ataladi) hosil qiladi va shu bilan ikki filament o'rtasida qandaydir o'zaro ko'prik hosil qiladi.Silma filament nazariyasi mushaklarning qisqarishi asosida yotgan mexanizmning keng qabul qilingan izohidir.
Turli kimyoviy tajribalarni bajarishda, maxsus yupqa yoki qalin shishadan yasalgan idishlar ishlatiladi. Yupqa shishadan yasalgan idishlar temperaturaning
o'zgarishiga chidamli va ularda qizdirish bilan bog'liq bo'lgan turli kimyoviy jarayo
nlar bajariladi.