Shakllanish tarixi. Uning predmeti, vazifalari va obyektlari. Zamonaviy biologik tadqiqotlarda bioinformatikaning ahamiyati
Download 385.4 Kb. Pdf ko'rish
|
1-Mavzu
|
Biotizimlarning xususiyatlari. O‗z tabiatiga ko‗ra tizimlarni jonli va
jonsizlarga bo‗lish mumkin. Tirik tizimlar jonsiz tizimlardan quyidagi uchta xususiyatning mavjudligi bilan farq qiladi, deb ishoniladi: • replikatsiya - ko‗payish qobiliyati; • moslashish - o‗zgaruvchan muhit sharoitlariga moslashish qobiliyati; • metabolizm - tashqi muhit bilan metabolizm va energiyaning mavjudligi. Energiya va moddalarni ishlab chiqarish va almashish tamoyillariga ko‗ra, uni shartli ravishda quyidagi tizimlarga bo‗lish mumkin: izolyatsiyalangan, yopiq va ochiq. Izolyatsiya qilingan tizimlar atrof-muhit bilan modda yoki energiya almashmaydi. Yopiq tizimlar atrof-muhit bilan energiya almashadi, lekin materiya emas. Yopiq jarayon yoki tsikl shunday jarayon bo‗lib, undan keyin tizim asl holatiga qaytadi. Ochiq tizimlar atrof-muhit bilan materiya va energiya almashish qobiliyatiga ega. Ochiq tizimlar sinfiga tirik tabiatning barcha jarayonlari kiradi. Rivojlanish yo‗nalishiga ko‗ra jarayonlar qaytariladigan va qaytarilmaydiganlarga bo‗linadi. Qaytariladigan jarayonlarni vaqt bo‗yicha cheksiz sekin deb hisoblash mumkin, bunda har bir bosqichda muvozanat mavjud. Qaytariladigan jarayon - bu to‗g‘ridan-to‗g‘ri va teskari yo‗nalishda sodir bo‗lishi mumkin bo‗lgan va tizim asl holatiga qaytgan jarayon. Shu bilan birga, unda ham, atrof-muhitda ham qoldiq hodisalar sodir bo‗lmaydi. Qaytarib bo‗lmaydigan jarayonlar tizimning vaqt ichida muvozanat holatiga o‗tishi bilan tavsiflanadi. Boshqacha qilib aytganda, agar jarayonni dastlabki holatiga qaytarish mumkin bo‗lmasa, unda bunday jarayon qaytarilmas deb hisoblanadi. Har qanday hodisa yoki jarayonni tizimli yondashuv nuqtai nazaridan o‗rganish ikkita omilning mavjudligini nazarda tutadi: tizim obyektlarining tarkibi va ular o‗rtasidagi aloqalar. Tizimning asosiy xususiyati shundaki, uning elementlarini o‗zgartirish yoki almashtirishda tizim o‗zgarishsiz qoladi. Bunga misol qilib inson tanasini keltirish mumkin. Bu tizim vaqt o‗tishi bilan o‗zgarib turadigan hujayralardan iborat bo‗lib, ularning o‗rnini yangilari egallaydi va tana butunlay yangilanadigan bir lahza keladi, ammo bularning barchasi bilan inson o‗zini sobiq shaxs sifatida qabul qiladi. Tirik tizimlarda sodir bo‗ladigan jarayonlarni o‗rganishda deterministik qonuniyatlardan tashqari, stokastik va psixologik jarayonlarni ham hisobga olish kerak. Ushbu murakkab muammolarni tushunish uchun dunyo jarayonlarining paydo bo‗lishi va rivojlanishining sabab-oqibat munosabatlarini chuqurlashtirish bilan tizimli yondashuv zarur. Tirik materiyaning xarakterli xususiyati shundaki, u alohida tuzilish birliklari - organizmlardan iborat. Har bir bunday organizm, ham axborot, ham energiya nuqtai nazaridan, o‗ziga xos tuzilishga ega bo‗lgan, asosan izolyatsiya qilingan tizimdir. Tirik moddaning hujayralarga, organlarga, organizmlarga, populyatsiyalarga, turlarga va boshqalarga bo‗linishi. boshqaruv tizimlari ierarxiyasiga mos keladi. Tirik materiyaning ushbu tarkibiy bo‗linmalarining har biri o‗zining avtonom tizimi tomonidan boshqariladi, bu esa, o‗z navbatida, eng yuqori ierarxik birlikning sekin ta‘sir qiluvchi boshqaruv tizimiga bo‗ysunadi. Alohida organizmdagi va organizmlar majmuasidagi boshqaruv tizimlarini farqlash kerak. Birinchi holda, murakkab boshqaruv tizimi qismlardan iborat bo‗lib, ular o‗z navbatida quyi darajadagi boshqaruv tizimlari hisoblanadi. Ikkinchi holda, tasodifiy to‗qnashuvlar va jamoaviy harakatlarda o‗zaro ta‘sir qiluvchi ko‗plab mustaqil statistik teng tizimlar mavjud. Ushbu nazorat usuli "statistik" deb ataladi, bu alohida organizmni boshqarishning birinchi "strukturaviy" usulidan farqli o‗laroq, tezkor emas. Yuqorida ta‘kidlanganidek, hayot bir qator to‗lqin tebranishlaridan iborat. Biologiyada bu tebranishlar xronobiologiya fani tomonidan o‗rganiladigan "biologik ritmlar" deb ataladi. Olimlarni uzoq vaqtdan beri savol qiziqtiradi: biologik ritmlar qanday paydo bo‗ladi? Eng keng tarqalgan nazariya shundaki, tananing mustaqil tebranish tizimi bo‗lib, u ichki bog‘langan ritmlarning butun majmuasi bilan tavsiflanadi. Ushbu ichki ritmlar tizimi evolyutsiya jarayonida shakllangan: mavjudlik uchun ko‗p asrlik kurash jarayonida faqat o‗zlarining ritmik apparatlarini tashqi tebranishlar urishiga moslashtira oladigan organizmlar omon qolgan. Ammo yana bir nuqtai nazar mavjud, unga ko‗ra tirik organizmlarda kuzatilgan ritmik tebranishlar kirib boruvchi tabiatning kosmik va geofizik omillarning uzluksiz ta‘siri natijasidir, deb ishoniladi. Ushbu nuqtai nazar foydasiga, biologik ritmlarning quyidagi ikkita mutlaqo hayratlanarli misollari gapiradi: Bermud qisqichbaqalari suruvining paydo bo‗lishi va oyning qat‘iy belgilangan fazalarida Atlantika glowwormning to‗planishi. Bu tirik tizimlar koinot bilan ilgari o‗ylanganidan ko‗ra kuchliroq bog‘langanligining yana bir tasdig‘idir. Ko‗payib borayotgan tadqiqotchilar tananing ritmlari nafaqat biokimyoviy, balki biofizik ta‘sirlar: tortishish maydonining ta‘siri, kosmik nurlar, elektromagnit maydonlar, shu jumladan Yerning magnit maydoni, atmosfera ionlanishi va boshqalar bilan belgilanadi, deb ishonishga moyil. . Kosmik omillarning bevosita ta‘siri - elektr va magnit maydonlar, shuningdek, to‗lqinlar tanaga ta‘sir qiladi. Bu tirik organizmning elektromagnit tizim ekanligi bilan bog‘liq. Bu shuni anglatadiki, tananing deyarli barcha asosiy funktsiyalari o‗z tabiatiga ko‗ra asosan elektromagnit bo‗lgan jarayonlar orqali ta‘minlanadi. Ular elektr zaryadlarining harakati, elektr toklari (ular biotoklar deb ataladi), elektr potentsiallarining ta‘siri, organlar tomonidan elektromagnit to‗lqinlarning nurlanishi bilan bog‘liq. Tirik tizimlar va ularda sodir bo‗ladigan jarayonlarni o‗rganishda tananing yagona bir butun ekanligini hisobga olish kerak. Shu munosabat bilan o‗rganilayotgan jarayonning adekvat modelini olish uchun tizimli yondashuv qo‗llaniladi. Darhaqiqat, tirik organizmning normal faoliyati uni tashkil etuvchi turli organlar va tizimlarning muvofiqlashtirilgan faoliyati bilan ta‘minlanadi. Shunday qilib, tirik tizimning xulq-atvori sifatida funktsiya metabolik jarayonlarni, energiya va ma‘lumotlar almashinuvini, vaqtincha tashkil etish jarayonlarini tashkil etishning ketma-ket darajalarini o‗z ichiga oladi. Bundan tashqari, tana tizimlari o‗rtasidagi tarkibiy va funktsional aloqalar sezilarli darajada tananing individual xususiyatlariga bog‘liq: jinsi, yoshi, bo‗yi, vazni, temperamenti va boshqalar. Tananing organlari va tizimlarining muvofiqlashtirilgan ishlashi hujayradan boshlab, organlar va tizimlararo aloqalargacha bo‗lgan turli darajalarda ta‘minlanadi. Tirik tizimning funksiyasi xulq-atvor usuli bo‗lib, buning natijasida oqsil jismlarining mavjudligi ta‘minlanadi, uning muhim elementi ularni o‗rab turgan tashqi tabiat bilan doimiy ravishda moddalar almashinuvidir. Metabolizmning uzluksiz jarayoni tufayli, bir tomondan, tuzilmalarning yangilanishi sodir bo‗lsa, ikkinchi tomondan, tashqi muhitdan so‗rilgan, to‗plangan va tirik organizm tomonidan asta-sekin iste‘mol qilinadigan erkin energiya hosil bo‗ladi. Ushbu erkin energiya tufayli o‗zini saqlab qolish va o‗zini ko‗paytirishga qodir bo‗lgan bunday tartibli tuzilmalarni yaratish mumkin. Ushbu jihatda tizimli yondashuvdan foydalanish qandaydir umumiy vazifani bajarish orqali bir butunga birlashtirilgan tuzilmalar, darajalar, jarayonlar, hodisalar elementlarining etarlicha to‗liq to‗plamini hisobga olishni talab qiladi. Shu bilan birga, organizmning yaxlitligi uning individualligini aks ettiradi va alohida organizmlar o‗rtasidagi "makon, vaqt va harakatlardagi" farqlar haqida gapirishga imkon beradi. Turli omillar ta‘sirida tirik organizmning ehtimoliy holatini baholash uchun mo‗ljallangan tizim modelini qurishda nafaqat prognoz obyektining ichki tuzilishini, balki uning atrof-muhit bilan aloqalarini ham tavsiflovchi eng muhim tushunchalarni tanlash muhimdir. turli tabiatdagi obyektlar, shuningdek, adekvat va etarli bo‗lmagan ekologik sharoitlarda xatti- harakatlar. Darhaqiqat, tirik organizm ma‘lum sharoitlarda yashaydi va rivojlanadi, chunki turli patologik jarayonlarni o‗rganishda atrof-muhit omillarining ta‘sir darajasini hisobga olish kerak: havo harorati va namligi, atmosfera bosimi, fasl, kunning vaqti va boshqalar. yoqilgan. Prognoz obyekti - sog‘lom organizmning turli xil ekologik ta‘sirlarga moslashish jarayonidagi holati - ikkita cheklovchi qiymatga ega: salomatlik va kasallik. Ushbu qiymatlar o‗rtasida organizmning atrof-muhit sharoitlariga moslashish darajasi bilan belgilanadigan turli xil prenozologik holatlar mavjud. Insonning moslashuvi muammosi eng muhim zamonaviy muammolardan biridir. Gap insonning har xil tashqi sharoitlarga moslashishini o‗rganish haqida bormoqda. Bu keng doiradagi masalalarni o‗z ichiga oladi: tashqi muhitning inson organizmiga ta‘sirini baholash; insonning turli sharoitlarda o‗sishi va rivojlanishini baholash; ularning ishlashga va birinchi navbatda sog‘likka ta‘siri; populyatsiya genetikasi; oziqlanish; epidemiologiya. Yagona hujayra, organ yoki butun organizmni ko‗rib chiqamizmi, yuqoridagi omillarni hisobga olmasdan turib, ularning faoliyatini etarli darajada tavsiflab bo‗lmaydi. Ushbu darajalarning har qandayida patologik og‘ishlar mumkin. Bu holda ularning paydo bo‗lishining asosiy sabablari bo‗lishi mumkin, masalan: travma (tuzilmaviy tashkilot darajasida), gipertermiya (energetika darajasida), inson operatorining axborotni haddan tashqari yuklanishi (axborot darajasida). Biroq, aksariyat hollarda patologiyaning rivojlanishi quyidagi bosqichlardan o‗tadi: a) vaqtning mos kelmasligi; b) axborot oqimining buzilishi c) energiya almashinuvining buzilishi; d) moddalar almashinuvining buzilishi; e) strukturalarni yo‗q qilish. Shu bilan birga, tirik tizimlardagi boshqaruv jarayonlari deganda maqsadli va maqsadga muvofiq ta‘sirlarning shunday tashkil etilishi tushunilishi mumkin, buning natijasi tizimning bir holatdan ikkinchi holatga o‗tishidir. Funktsional tizim faoliyati natijasida butun organizmning holati nazorat harakatlarining optimalligi, nazorat mexanizmlarining organizmning atrof-muhit bilan muvozanatini ta‘minlash qobiliyati, uning atrof-muhit sharoitlariga moslashishi bilan belgilanadi. Oddiy hayotiy faoliyat holati organizmning atrof-muhit bilan reaktsiyalarining nisbiy muvozanatining mavjudligi, tizim ichidagi gomeostazni bir vaqtning o‗zida saqlab turishi bilan tavsiflanadi. Bu yerda shuni ta‘kidlaymizki, agar ichki muhitning barqarorligi organizmning mavjudligi qonuni bo‗lsa, gomeostazning dasturlashtirilgan buzilishi organizmning rivojlanish qonunidir. Shuning uchun ichki muhitning doimiylik qonuni bilan bir qatorda gomeostazning og‘ish qonuni ham mavjud. Shunday qilib, tananing holatini uchta parametr bilan aniqlash mumkin: • tizimning ishlash darajasi, • tartibga solish mexanizmlarining kuchlanish darajasi; • funksional zaxira. Tirik organizmning holatlarini prognostik baholashga tizimli yondashuvning asosiy ma‘nosi shundan iboratki, agar prognozlash obyektining hozirgi holati ma‘lum bo‗lsa, yani prenozologik tashxis qo‗yilgan bo‗lsa, keyin tananing normal ishlashiga qaytishga imkon beradigan terapevtik aralashuvlar uchun optimal strategiyani aniqlash kerak. Shunday qilib, prognozlashning vazifasi bashorat qilinadigan obyektning xatti-harakatlari dinamikasi parametrlarini aniqlashdan iborat, chunki tirik organizm nafaqat organizmdagi, balki genetik jihatdan ham tartibga solish tizimlarining faoliyati tufayli o‗z holatini saqlab turishga qodir, ekologik va evolyutsion darajalar. Organizmda sodir bo‗ladigan o‗zgarishlar ko‗plab ichki va tashqi omillarning o‗zaro ta‘siri natijasi bo‗lgan tebranishlar bo‗lganligi sababli, tabiiy ravishda savol tug‘iladi: har bir shaxsning tirik tizimining holatini belgilovchi ta‘sirlar qanday umumlashtiriladi? Va shaxs ko‗p sonli parametrlar bilan tavsiflanganligi sababli, vazifa asosiy, eng muhim (axborotli) ko‗rsatkichlarni aniqlashdir. Download 385.4 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|