Universiteti sportni boshqarish va turizim fakulteti mustaqil ish

DNKdan RNKga va RNKdan oqsilga

Koʻpchilik genlar oqsil moddalarini kodlaydi, yaʼni ular maʼlum bir oqsilni hosil qilish uchun ishlatiladigan aminokislotalar ketma-ketligini belgilaydi. DNKdagi ushbu maʼlumot oqsil sintezi uchun ishlatilishidan oldin, avvalo, genning RNK nusxasi (transkripti) yaratilishi kerak. RNKning ushbu turi informatsion RNK (iRNK) deb ataladi. Chunki iRNK molekulasi DNK va ribosoma (iRNK ketma-ketligini oʻqib, uning asosida oqsil sintez qiluvchi uskuna) oʻrtasida maʼlumot tashuvchi vazifasini bajaradi. DNKdan RNKga va RNKdan oqsilga aylanish jarayoni molekulyar biologiyaning “markaziy dogmasi” deyiladi.
Eng muhimi, barcha genlar ham oqsil mahsulotlarini kodlamaydi. Misol uchun, ayrim genlar ribosomalarning tuzilish tarkibiy qismlari sifatida xizmat qiluvchi ribosomal RNK (rRNK) yoki transport RNK (tRNA)ni kodlaydi. tRNK beda bargi shaklidagi RNK molekulasi boʻlib, oqsil sintezi davomida aminokislotalarni ribosomaga tashib keltiradi. Yana boshqa RNK molekulalari, masalan, kichik mikroRNK (miRNA) boshqa genlar uchun regulyator vazifasini bajaradi va hozirgi davrda oqsil boʻlmagan molekulalarni kodlovchi RNKning koʻplab yangi turlari aniqlanmoqda.
DNK va RNK polimer hisoblanadi (DNK boʻlsa, koʻpincha juda uzun polimer) va nukleotidlar deb nomlanuvchi monomerlardan tashkil topgan. Ushbu monomerlar birlashganda hosil boʻlgan zanjir polinukleotid (poli-= “koʻp”) deb ataladi.
Har bir nukleotid uch qismdan tashkil topgan: azot asosi deb nomlangan azot tutuvchi halqa, beshta uglerodli uglevod va kamida bitta fosfat guruhi. Uglevod molekulasi nukleotidda markaziy mavqega ega, uning bir uglevodiga azot asosi va boshqasiga fosfat guruhi (yoki fosfat guruhlari) birikadi. Oʻz navbatida nukleotidning har bir qismini koʻrib chiqamiz.

Uglevod (dezoksiriboza yoki riboza), fosfat guruhi va azot asosi tutgan DNK va RNK zanjiri tarkibiy qismlari keltirilgan rasm. Azot asoslaridan pirimidin asoslari (bitta halqali sitozin, DNKda timin va RNKda uratsil) va purin asoslari (ikkita halqali adenin va guanin) mavjud. Fosfat guruhi 5ʼ uglerodiga birikkan. Riboza molekulasidagi 2ʼ uglerodi gidroksil guruhi tutadi, ammo dezoksiriboza molekulasida 2ʼ uglerodda gikroksil guruhi mavjud emas (vodorod tutadi).
_Rasm manbasi “Nuklein kislotalar: Figure 1” OpenStax College, Biology (CC BY 3.0)._
Nukleotidlarning azot asoslari azot saqlovchi halqadan (uglerod-asosli) iborat molekulalardir.
[Nima uchun u asos deb ataladi?]
DNKdagi har bir nukleotid toʻrtta azot asosdan bittasiga ega: adenin (A), guanin (G), sitozin (S) va timin (T). Adenin va guanin purinlar boʻlib, ularning tarkibida ikkita uglerod-azot saqlovchi halqa mavjud. Sitozin va timin esa pirimidinlar hisoblanib, bitta uglerod-azot halqasiga ega. RNK nukleotidlari ham adenin, guanin va sitozin asoslariga ega, ammo timin oʻrniga ularda uratsil (U) deb ataladigan boshqa pirimidin asosi mavjud. Yuqoridagi rasmda koʻrsatilgandek, har bir asos halqasiga turlicha funksional guruhlar birikkan boʻlib, har bir asosning oʻziga xos xususiyatga ega boʻlishini taʼminlaydi.
Molekulyar biologiyada azot asoslar asosning birinchi harfini keltirish orqali ifodalanadi, bu quyidagicha: A, T, G, S va U. DNK A, T, G va S dan iborat, RNK esa A, U, G va S dan iborat (yaʼni T oʻrniga U boʻladi).
Turli azot asoslari toʻplamiga ega boʻlishdan tashqari, RNK va DNK har xil uglevod molekulalarini oʻzida tutadi. DNKdagi beshta uglerodli uglevod dezoksiriboza, RNKdagi beshta uglerodli uglevod esa riboza deb ataladi. Bu ikkita molekula bir-biriga juda oʻxshash, faqat bitta farqi mavjud: ribozaning ikkinchi uglerodi bitta gidroksil guruhiga ega, dezoksiribozadagi xuddi shu uglerod bitta vodorod atomiga ega. Nukleotiddagi uglevod molekulasining uglerod atomlari yuqoridagi rasmda koʻrsatilgandek raqamlangan: 1ʼ, 2ʼ, 3ʼ, 4ʼ va 5ʼ (1ʼ “bir shtrix” deb oʻqiladi). Nukleotidda uglevod molekulasi markaziy holatni egallaydi, azot asosi 1ʼ uglerodga va fosfat guruhi (yoki guruhlari) esa 5ʼ uglerodga biriktirilgan.
Nukleotidda uglevod molekulasining 5ʼ uglerodiga birikkan bitta fosfat guruhi yoki uchtagacha fosfat guruhlari boʻlishi mumkin. Ayrim manbalarda bitta fosfat guruhi tutgan molekula “nukleotid” deb keltirilgan, ammo molekulyar biologiyada keng doiradagi atama umumiy qabul qilingan11start superscript, 1, end superscript
Zanjir oxiriga qoʻshiladigan yangi nukleotid oʻzida uchta fosfat guruhini tutadi. Oʻsib borayotgan DNK yoki RNK zanjiriga qoʻshilgan nukleotid ikkita fosfat guruhini yoʻqotadi. Shu sababli DNK yoki RNK zanjiridagi har bir nukleotid faqat bitta fosfat guruhiga ega.
Nukleotidlar ketma-ketligi yoʻnalganlikka ega boʻlgan polinukleotid zanjir tuzilishiga ega, yaʼni zanjir bir-biridan farq qiluvchi ikkita turlicha oxir (uch)larga ega. 5ʼ oxiri yoki zanjirning boshlanishida birinchi nukleotidning 5ʼ fosfat guruhi joylashadi. 3ʼ oxiri deb nomlangan boshqa tomonida esa oxirgi nukleotidning 3ʼ gidroksil guruhi joylashgan. DNK ketma-ketligi odatda 5ʼ dan 3ʼ ga tomon joylashadi. Yaʼni 5ʼ uchida joylashgan nukleotidlar birinchi keladi, 3ʼ oxirida joylashgan nukleotidlar esa zanjir oxirida keladi.
Yangi nukleotidlar DNK yoki RNK zanjiriga qoʻshilganda, zanjir 3ʼ oxiridan oʻsib boradi. Bunda zanjirga yangi qoʻshilayotgan nukleotidning 5ʼ fosfat guruhi zanjir oxirida joylashgan 3ʼ gidroksil guruhi bilan fosfodiefir bogʻini hosil qiladi.
Yuqoridagi rasmning chap qismida keltirilgani kabi, dezoksiribonuklein kislota yoki DNK zanjirlari qoʻsh spiral shaklida boʻlib, bunda ikkita zanjir bir-biriga mos (komplementar) holatda mustahkam birikkan boʻladi. Uglevod va fosfatlar spiraldan tashqarida yotadi va DNKning asosini hosil qiladi. Bu qism uglevod-fosfat asos deb ham ataladi. Azot asoslari spiral ichida joylashgan boʻlib, juftlashganda xuddi narvonning zinapoyalariga oʻxshash tuzilishni oladi. Azot asoslari oʻzaro vodorod bogʻi orqali bogʻlanadi.

DNK qoʻsh spirali tuzilishining modeli.
Rasm manbasi: Jerome Walker/Dennis Myts.
Spiralning ikkita zanjiri bir-biriga qarama-qarshi yoʻnalishga ega, yaʼni bir zanjirning 5ʼ oxiri ikkinchi (mos keluvchi) zanjirning 3ʼ oxiri bilan juftlashadi. (Bu antiparallel joylashuv deb ataladi va DNK nusxasini olishda muhim ahamiyatga ega.)
Demak, qoʻsh spiral tarkibidagi ikkita qarama-qarshi har qanday asos oʻzaro juft hosil qilishi mumkin, shundaymi? Javob: bunday boʻlishi mumkin emas. Asoslarning oʻlchami va ular tutgan funksional guruhlarga koʻra juft hosil qilish yuqori darajada spetsifik xarakterga ega: A faqat T bilan va G faqat S bilan (yuqorida keltirilgani kabi) juft hosil qiladi. Bu qoʻsh spiralning ikkita zanjiri yuqori darajada bir-biriga mos kelishi kerakligini anglatadi.
Masalan, agar bitta zanjirning ketma-ketligi 5ʼ-AATTGGSS-3ʼ ekanini bilsangiz, unga komplementar zanjir 5ʼ-TTAASSGG-5 ketma-ketlikka ega boʻlishi kerak. Bu har bir asosning oʻz juftiga mos kelishiga imkon beradi:

5ʼ-AATTGGSS-5ʼ 5ʼ-TTAASSGG-5
Ushbu ikkita zanjir bir-biriga komplementar boʻlib, oʻzlarining har bitta asoslari bilan bir-biriga ulanadi. A-T juftlari ikkita vodorod bogʻlari bilan bogʻlangan boʻlsa, G-S juftlari uchta vodorod bogʻlari bilan bogʻlanadi.
Ikkita DNK ketma-ketligi shu tarzda mos kelganda, ular bir-biriga antiparallel holatda bogʻlanadi va spiral hosil qiladi. Bu zanjirlar bir-biriga komplementar deyiladi.

DNK zanjiridagi komplementar asoslar oʻrtasida shakllangan vodorod bogʻi qoʻsh spiral tarkibidagi ikkita antiparallel zanjirlarni mustahkam ushlab turadi. Timin va adenin ikkita vodorod bogʻi orqali, sitozin va guanin esa uchta vodorod bogʻi orqali bogʻlanadi.
Grafik material OpenStax CNX Biologyʼdan oʻzgartirib olindi.
Ribonuklein kislota (RNK) DNKdan farqli oʻlaroq, odatda bir zanjirli tuzilishga ega. RNK zanjiri tarkibidagi nukleotid toʻrt xil azotli asosdan bittasini (A, U, G yoki S), riboza (beshta uglerodli uglevod) va fosfat guruhini oʻz ichiga oladi. Bu yerda biz RNKning toʻrtta asosiy tipi bilan tanishib chiqamiz: informatsion RNK (iRNA), ribosomal RNK (rRNA), transport RNK (tRNA) va regulyator RNK.