Modda va energiya almashinuvining umumiy tavsifi

Modda almashinuv jarayoni
Reja:
1. Moddalar almashinuvi va uning asosiy bosqichlari.
2.Biokimyoviy reaktsiyalar energetikasi (organizmda energiya almashinuvi).
3. Yuqori energiyali birikmalar.
4. Oziq moddalardan energiya ajralish bosqichlari.
5. Biologik oksidlanish.
6. Mitoxondriyaning tuzilishi.

1. Moddalar almashinuvi va uning asosiy bosqichlari. Tiriklikning asosiy xususiyatlaridan biri – tashqi muhit bilan modda almashinuvidir. Biologik kimyo esa buning negizida yotuvchi kimyoviy jarayonlarni o’rganadi. Organizmning tashqi muhit bilan modda almashinuvida murakkab biokimyoviy jarayonlar kechadi va buning natijasida ozuqa mahsulotlari – oqsillar, uglevodlar va yog’larga kimyoviy ishlov berilib, organizmning energetik va plastik ehtiyojlarini qoplashga ishlatiladi.

Organizmda asosiy ozuqa mahsulotlarining o’zgarishi 4 bosqichda boradi:

1. 
   Ovqatlanish va ovqat mahsulotlarining hazm bo’lishi.
   
2. 
   Hazm bo’lgan mahsulotlarning so’rilishi.
   
3. 
   To’qima metabolizmi yoki ozuqa mahsulotlarining hujayradagi o’zgarishlari.
   
4. 
   Metabolizmning oxirgi mahsulotlari (suv, karbonat angidridi, ammiak, siydikchil, kreatinin, siydik kislotasi) ning ajratilishi.
   

Organizmning moddalar almashinuvi ikki xil bo’ladi: 1) tashqi almashinuv – hujayradan tashqaridagi moddalarning kirishi va chiqishi yo’llaridagi almashinuv; 2) oraliq almashinuv – hujayra ichida boradigan jarayonlarga bo’linadi. Oraliq moddalar almashinuvi yoki metabolizm deganda tirik hujayraning hamma kimyoviy reaktsiyalari yig’indisi tushuniladi.
Metabolizmning quyidagi asosiy vazifalari mavjud:

• 
  kimyoviy moddalarning parchalanishidan hosil bo’lgan energiyani to’plash yoki yorug’lik yutish;
  
• 
  zarur molekulyar komponentlar (monomerlar, makromolekulalar) sintezi uchun energiyadan foydalanish va osmotik, elektr, mexanik ishlarni amalga oshirish;
  
• 
  hujayraning yangilanadigan komponentlarining parchalanishi;
  
• 
  maxsus ahamiyatga ega bo’lgan biomolekulalar (gormonlar, mediatorlar, gormonoidlar, kofaktorlar) ning sintezi va parchalanishi.
  

Kimyoviy reaktsiyalar zanjiri metabolik yo’llar yoki sikllarni hosil qiladi va ularning har biri ma’lum bir vazifani bajaradi. Metabolik yo’llarni markaziy va maxsus metabolik yo’llarga ajratish mumkin. Asosiy makromolekulalarning parchalanishi va sintezi uchun umumiy bo’lgan yo’llar markaziy metabolik yo’llar hisoblanadi. Ular tiriklik dunyosining istalgan bir vakili uchun juda o’xshash bo’ladi. Maxsus yo’l, ya’ni sikl esa individual monomerlar, makromolekulalar, kofaktorlar sintezi va parchalanishi uchun xos.
Moddalar almashinuvi bir-biriga uzviy bog’liq va qarama-qarshi ikkita katta jarayonni o’z ichiga oladi. Bu katabolizm va anabolizm.
Katabolizm – yirik organik molekulalarning mayda molekulalarga parchalanishi va ularning oxirgi mahsulotlari: suv, karbonat angidridi, ammiak, siydikchil, kreatinin, siydik kislotasi va boshqalarga aylanishi.
Anabolizm – oddiy molekulalardan murakkablarining sintezi, ya’ni bu jarayon murakkab kimyoviy jarayon bo’lib, buning natijasida tashqi muhitdan kirgan organik va anorganik moddalardan organizmning o’ziga xos bo’lgan oqsillar, nuklein kislotalar, yog’lar, uglevodlar va boshqa moddalar hosil bo’lishidir. Bu jarayon organizmning o’sishini, rivojlanishini, yangilanishini ta’minlaydi.
Katabolizm energiya ajralishi bilan boradigan jarayon bo’lib, undan ajralgan energiya ATF ko’rinishida to’planishi mumkin. Anabolik jarayonlarda esa ATF sarflanib, undan ADF va H₃PO₄ hosil bo’ladi. Aytish mumkinki, ATF metabolizmning ikkita yo’lini bog’lovchi energetik bo’g’indir. Lekin ATF 2 ta yo’lni tutashtiruvchi yagona komponent emas, undan tashqari boshqa makromolekulalar va monomerlar katabolizmida oddiyroq metabolitlar hosil bo’lib, ular anabolizm, ya’ni moddalar sintezi uchun boshlang’ich material sifatida ishlatiladi. Moddalarning parchalanishi va sintetik yo’llarini birlashtiruvchi bu bog’lovchi yo’l yoki siklga amfibolik yoki ikki tomonlama deb aytiladi. Demak, katabolik va anabolik yo’llar faqat ATF-ADF energetik sistemasi bilan emas, balki umumiy metabolitlar orqali ham bog’langan. Biosintez uchun kerak bo’lganda oddiy oraliq moddalardan foydalaniladi va bunday holatlarda ularning tashqaridan kirishiga zarurat qolmaydi. Amfibolik yo’l moddalarning terminal yoki oxirgi oksidlanish sistemasi bilan bog’liq bo’lib, unda bu moddalar ko’p miqdorda energiya hosil qilgan holda oxirgi mahsulotlar – karbonat angidrid va suvgacha parchalanadi. Bulardan tashqari aminokislotalar va nukleotidlar almashinuvining maxsus reaktsiyalarida hosil bo’ladigan siydikchil va siydik kislotasi ham metabolizmning oxirgi mahsulotlari hisoblanadi.
Katabolik va anabolik jarayonlar borishi natijasida hujayraning molekulyar komponentlari yangilanib boradi. Shuningdek, katabolizm va anabolizm yo’llarining mustaqilligini ham ta’kidlash lozim. Agar bu yo’llar faqatgina yo’nalishi bilangina farq qilganda edi, unda moddalar almashinuvida foydasiz sikllar yuzaga kelgan bo’lar edi. Bunday sikllar patologiyada mavjud bo’lib, unda metabolitlarning foydasiz aylanishi amalga oshishi mumkin. Bunday holatlar bo’lmasligi uchun hujayradagi moddalarning sintezi va parchalanishi avvalo chegaralar bilan ajratilgan. Masalan, yog’ kislotalarning oksidlanishi mitoxondriyalarda, ularning sintezi esa mitoxondriyadan tashqarida, ya’ni mikrosomalarda amalga oshadi.