Nuklein kislotalar DNK va RNK

Nuklein kislotalar

XX asrning 50-yillarigacha tirik organizmlarda boradigan barcha biokimyoviy jarayonlar faqat oqsillar ishtirokida boradi, deb o'ylanar edi. Lekin keyingi yillarda olib borilgan ilmiy tadqiqotlar muhim biologik hodisalar: oqsillarning sintezi, irsiy xususiyatlarning nasldan naslga oʻtishi, hujayralarning ko'payishi va bu jarayonlar tezliklarini boshqarish kabilar oqsillar bilan birgalikda yana "boshqa" moddalar ishtirokida amalga oshishi aniqlandi.

Bu o'ta muhim "boshqa" moddalar nuklein kislotalardir, chunki ular hujayra yadrosi tarkibida topilgan. Nuklein kislotalarning molekulyar massasi 10.000 dan 10.000.000 gacha boʻlib, tarkibi, fizik-kimyoviy xossalari va biologik funksiyalari bilan oqsillardan farq qiladilar.

Nuklein kislotalaming umumiy tarkibini quyidagicha tasawur etish mumkin: nuklein kislota bir necha nukleotid qoldiqlarining fosfat kislota qoldiqlari orqali birikishidan (polikondensatsiyalashidan) hosil bo‘lgan polimer moddadir.

Nukleotid va nukleoziddagi tarkibiga ko‘ra nuklein kislotalar ikkiga bo'linadi: a) ribonukleinkislota (RNK), b) dezoksiribonukleinkislota (DNK).

Nuklein kislotalaming tuzilishi

DNK — molekulasining tuzilishi. DNK molekulasi monomeri dezoksiribonukleotidlar (yoki dezoksiribotidlar) bo‘lib, ular: D — dezoksiriboza (pentoza)ning 1—C atomidagi glikozid gidroksil gruppasi (purin yoki pirimidinli) azotli asos qoldig'i (shartli N holida belgilangan) ga almashinuvi, C₃ va C₅ — ato­midagi gidroksilning fosfat kislota qoldig‘i (HO)₂P(O)O shartli — P bilan efirlanishidan hosil bo'lgan. Masalan: nukleotidlar ichida adenozin nukleotidi (adenin+riboza)ning bir (AMF), ikki (ADF) va uch (ATF) fosfatli turi mavjud.

Adenozin fosfatlar tirik organizmlaming energiya zaxirasi energiya manbaidir. Bu dezoksiribonukleotidlar o‘zaro polikondensanlanib, yuqoridagi DNK molekulasini hosil qiladi. Nukleotid gruppalarining o'zaro ketma-ket birikib hosil qilgan uzun (makromolekulyar) zanjiri nuklein kislotalaming birlamchi tuzilishi deyiladi.

Birlamchi tuzilishni tashkil etgan nukleotidlar ketma-ketligi va ularning nisbatlari har bir organizm uchun o‘ziga xos bo‘lib, DNK molekula­ sining biologik va kimyoviy xossalari jihatidan bar xir bo‘lishini ta’minlaydi.

Birlamchi tuzilishlar bitta nuklein kislota makromolekulasi yanada barqaror tuzilishga ega bo'lish uchun ikkinchi nuklein kislotaning o'ziga o'xshash uzun zanjiri bilan o'ralib spiralsimon ikkilamchi tuzilishni hosil qiladi. Bunday tuzilish ikkala nuklein kislotadagi azotli asos qoldiqlarining o‘zaro vodorod va gidrofob bog'lar hosil qilishi tufayli yuzaga keladi.
Bunda I zanjirdagi purin asosidagi azotli asos qoldig'i II zanjirdagi pirimidin azotli asos qoldig'i bilan batartib joylashgan vodorod bog'lanishli “ko‘priklar” hosil qilib, juda “mustahkam tuzihna”ga aylanadi (1-rasm).

Vodorod bog‘lari hosil bo'lishida birinchi zanjirdagi azotli asos qoldig'i ikkinchi zanjirdagi azotli asos qoldig‘iga tuzilishi va vodorod bog‘i hosil qiluvchi atomlari soni jihatidan mos kelishi azotli asos qoldiqlafining komplementarligi deyiladi.DNK molekulasi spirali hosil bo'lishida quyidagi komplementarlik sharti bajariladi: adenin (A)—timin (T); guanin (G) — sitozin (C) va aksincha, timin (T) — adenin (A); sitozin (C)—guanin (G) (2-rasm).

Bu komplementarlik natijasila “adenin-timin” va “timin- adenin” o'rtasida 2 ta, “guanin-sitozin” va “sitozin-guanin” o'rtasida 3 ta vodorod bog‘i hosil bo'ladi . Har bir azotli asoslar juftliklari hosil qilgan vodorod bog'lari telcisliklari o'zaro 3,4 A masofada joylashib, spiralning bir o'rami uzunligi 10 ta nukleotid juftligidan iborat bo'lib, 34 A ni tashkil etadi. Spiralning radiusi 10 A ga teng.

Agar vodorod bog'lari uzilib, spiralni tashkil etgan zanjirlar ikkiga ajratilsa, shu paytda har bir ajralgan asosli qoldiqlarga mos keluvchi ikkita nukleotid hosil bo'lib, uzilgan joyni to'ldiradi va nuklein kislotaning bitta spiralidan ikkita spiral hosil bo'ladi. Bu hodisaga nuklein kislotalarning replikatsi­yasi deyiladi. Bu jarayonlar asosah tirik organizmlaming hujayralari (xromosomasi) da ro'y beradi va ulaming ko'payishiga olib keladi.

DNK—molekulalarining tirik organizmdagi asosiy vazifasi oqsil sintezi jarayonida oqsil tarkibini boshqarish va irsiy belgilaming uzatilishini ta’minlashdan iboratdir.

Ribonuklein kislotalar (RNK)

RNK molekulasining asosini ribonukleotid (ribonukleotid)Iar tashkil etib, ular riboza (pentoza) molekulasidagi C₁ dagi OH gmppasini N — azotli asoslarga, C₃ va C₅ dagi OH gruppasini fosfat kislota qoldig‘iga almashinuvidan hosil bo'ladi.
RNK molekulasining tuzilishi ham xuddi DNK molekulasiga o‘xshash birlamchi va ikkilamchi tuzilishlardan iborat bo‘lib, faqat RNK ning spiralsimon tuzilishi hosil bo'lishida o‘zaro komplementar azotli asoslar juftligida: adenin (A) — uratsil (U) yoki uratsil (U) — adenin (A) va sitozin (C) — guanin (G) yoki guanin (G) — sitozin (C) ishtirok etadi. Har bir organizmdagi RNK molekulalari ribo- nukleotidlar ketma-ketligi va ulaming soni bilan farqlanadi. Shu sababli ular biologik va kimyoviy o‘ziga xos xususiyatlari, funksiyasi bilan ajralib turadi.

RNK molekulalari o‘zlariga xos kimyoviy va biologik xususiyatiga, hujayra ichida bajaradigan vazifasiga ko‘ra bir necha turga bo‘linadi:

— Ribosomal RNK (r-RNK). r-RNK hujayradagi umumiy RNK ning 80—85% ini va ribosoma tarkibini tashkil etadi.
Ularning molekulyar massasi 0,5-—1,5 mln oralig'ida bo'ladi. Turli organizmlardagi r-RNK laming nukleozid tarkiblari o'zaro yaqin bo‘ladi;

— Eruvchan yoki transport RNK (t-RNK). Hujayra suyuqligi tarkibiga kirib, 10—15% ni tashkil etadi. t-RNK oqsillar sintezi uchun zarur bo‘lgan aminokislotalami tashuvchilik vazifasini bajarib, 20.000—30.000 molekulyar massaga ega bo‘ladi.

— Informatsion RNK (i-RNK). Umumiy RNK miqdorining 1—10% ini tashkil etib, eng yuqori molekulyar massaga (2 mln) ega. Hujayra ko‘payishi va oqsillar sintezi paytida irsiy belgilar to‘g‘risidagi ma’lu- motlar saqlagan, “kod”langan aminokislotalar ketma-ketligini hosil qilib, uni etkazish vazifasini bajaradi.

Organizmda barcha biokimyoviy jarayonlar bir vaqtda RNK, DNK, aminokislotalar molekulalari va oqsillar ishtirokida amalga oshadi.