Biokimyo va molekulyar biologiya fanidan laboratoriya mashg‘ulotlari

Ushbu o‘quv qo‘llanma oliy ta’lim muassasalarining 5140100 – Biologiya va 5320500 – Biotexnologiya yo‘nalishlarida tahsil olayotgan talabalar uchun mo‘ljallangan bo‘lib, Biokimyo va molekulyar biologiya fanini amaliy jihatdan o‘zlashtirishda biologik materiallar tarkibidagi oqsillar, karbonsuvlar, lipidlar, nuklyein kislotalar, fermentlar, vitaminlar, gormonlar, mikro- va makroelementlarni sifatiy va miqdoriy tahlil qilishda foydalaniladigan usullar yoritib berilgan. Har bir bo‘limda talaba va foydalanuvchiga qisqacha nazariy ma’lumotlar ham yoritib berilgan. Qo‘llanmaning so‘ngida funksional biokimyoga oid materiallar qon va siydik tahlili to‘g‘risidagi ma’lumotlar tarzida keltirilgan.

Asosiy mavzular

SO‘Z BOSHI: «Biokimyo va molekulyar biologiya fanidan laboratoriya mashg‘ulotlari» deb nomlangan ushbu uslubiy qo‘llanma O‘zbekiston respublikasi davlat ta’lim standartining 5140100 – Biologiya (umumiy biologiya) yo‘nalishini bakalavriat ta’limi standarti va unga mos ravishda tuzilgan namunaviy dastur talablari asosida yaratilgan. Unda Biokimyo va molekulyar biologiya faniga oid barcha mavzular to‘liq qamrab olingan.Shuningdek qo’llanmaga bu fanni eng zamonaviy rivojlanishi asosida paydo bo‘lgan uning yangi proteomika deb nomlangan tarmog‘iga oid ma’lumotlar ham kiritilgan. Qo‘llanmada talabalar uchun ajratilgan ma’ruza darslari ma’lumotlari, ularning mustaqil ravishda o‘zlashtirishlari uchun mo‘ljallangan materiallar laboratoriya ishlari bilan uyg‘unlashtirilgan tarzda bayon qilingan. Mualliflar qo‘llanmani yaratishda biokimyo bo‘yicha nashr etilgan amaliy mashg‘ulotlar praktikumlarini, o‘quv va uslubiy qo‘llanmalarni, shuningdek dars o‘tish jarayonida orttirilgan tajribalarni asos qilib olishgan. Qo‘llanma bo‘lajak biolog-bakalavrni hayotiy jarayonlarning mexanizmlarini molekular darajada tushinish, biokimyoviy tahlil usullarini egallash, olingan natijalar asosida amaliy xulosalar chiqarish va umuman olganda hozirgi zamon talabi darajasidagi mutaxassis sifatida shakllanishi uchun keng imkoniyat yaratadi. Mazkur qo‘llanma universitetlarning va pedagogika institutlarining biolog bakalavrlari uchun mo‘ljallangan bo‘lishiga qaramay, undan tibbiyot, farmasevtika institutlari, qishloq xo‘jalik institutini veterinariya va zoomuhandislik fakultetlari talabalari ham foydalanishlari mumkin.
1-mavzu. Laboratoriya mashg‘ulotlari jarayonidagi tartib qoidalar. Eritmalarni tayyorlash: Biokimyodan laboratoriya mashg‘ulotlarini olib borishda rioya qilinishi zarur bo‘lgan tartib – qoidalarni talaba to‘liq o‘zlashtirmasa, unda ayrim havfli holatlarning yuzaga chiqishi aniq. O‘z navbatida dars jarayonida talaba biror bir ehtiyotsizlik oqibatida nojo‘ya xarakat qilib qo‘yganda, ya’ni masalan: teri kuyishi, zaharlanish, yallig‘lanish yuz berganda, unga birinchi yordam ko‘rsatish qoidalari bilan ham tanish bo‘lish talab qilinadi. Shu sababli talabalarni gigiyena qoidalari, laboratoriyada ishlash va texnika-xavfsizligi qoidalari, ko‘ngilsiz holatlar yuzaga kelganda birinchi yordam ko‘rsatish tartib-qoidalari bilan tanishtirish muhim ahamiyatga ega bo‘ladi. Shuningdek biokimyoviy laboratoriya ishlari va ularni o‘tkazish uchun kerakli jihozlar hamda ishlatiladigan xilma xil konsentrasiyadagi kerakli reaktivlar bilan ishlashga tegishli ko‘nikmalarga ega bo‘lishni talab qilganligi uchun birinchi darsning mavzusi aynan shu muammolarning yechimiga qaratiladi. Darsning maqsadi.Ushbu dars davomida talabalar laboratoriya mashg‘ulotlarini bajarishda gigiyenik, laboratoriya, texnika xafsizligi qoidalari bilan tanishtirish hamda umumiy tartib-intizomga rioya qilish, laboratoriya jihozlari bilan ishlash, shuningdek reaksiyalarni o‘tkazish uchun zarur bo‘lgan kerakli reaktivlarni tayyorlash ko‘nikmalarini shakllantirish hisobga olingan.
Gigiyena qoidalari: 1. Laboratoriya ishlarini bajarishda doimo oq xalatda bo‘lishni ta’minlanishi. 2. Agar biologik materiallar ( xar xil to‘qimalar na’munalari, so‘lak, qon, siydik, va x.k.z.)ni biokimyoviy tahlil ishlarini olib borishda qo‘lni shikastlanishini oldini olish maqsadida ishni rezina qo‘lqoplar yordamida bajarish tavsiya etiladi va mashg‘ulotdan so‘ng qo‘lqoplar oldin fiziologik eritma so‘ng 4% li vodorod peroksid eritmasi va sovun bilan yuviladi. 3. Singan shisha idishlar, pipetkalar, probirkalardan foydalanish man etiladi. 4. Laboratoriya xonasi va talaba o‘z ish stolini tartibli saqlashi lozim, shuningdek stol ustida ish uchun keraksiz buyumlarning bo‘lmasligiga erishish kerak. 5. Biologik materiallar va kimyoviy reaktivlar bilan ishlagandan so‘ng ishning nihoyasida albatta qo‘llarni sovun bilan yuvish shart. 6. Laboratoriya ishi bajaralidagan xonalarda ovqatlanish, pardozu andoz bilan mashg‘ul bo‘lish va mavzuga bog‘liq bo‘lmagan boshqa mashg‘ulotlar bilan shug‘ullanish man etiladi. 7. Reaktivlarni va tekshirish uchun mo‘lljallangan materiallar saqlanadigan muzlatgichlarda oziq – ovqat mahsulotlarini vaqtina va uzoq muddatlarda saqlash qat’iyan ta’qiqlanadi.
Laboratoriyada ishlash qoidalari: 1. Tajribao‘tkazisholdidananiqbajariladiganishni ushbu qo‘llanmadane’tiborbilano‘qib tushunibolishvareaktivlarningxossalaribilantanishibchiqishzarur. 2. Laboratoriya mashg‘ulotlari uchun tutilgan daftarda sana, bajariladigan laboratoriya ishi mavzusi, ishning to‘liq mazmuni, formulalar, tenglamalar, jadvallar, rasmlar, sxemalar, xulosalar yozib borilishi lozim. 3. Talabaning ish daftarida dars uchun kerakli jihozlar va kimyoviy reaktivlar, ularni tayyorlashga oid yo‘l-yo‘riqlar o‘z aksini topishi lozim. 4. Laboratoriya ishini bajarishda uni diqqat bilan ushbu qo‘llanmada keltirilgan tartibdagi ketma–ketlikda, shoshmasdan, xatoga yo‘l qo‘ymasdan amalga oshirish talab etiladi. 5. Kimyoviy reaktivlar solingan idishlarning qopqoqlari va tiqinlarini stol ustiga reaktivlar tegmagan tomoni bilan qo‘yish va ulardan foydalangandan so‘ng idishlarning o‘z-o‘ziga adashtirmasdan yopib qo‘yish lozim. 6. Laboratoriya ishlarini bajarish vaqtida tahlil qilinuvchi namunalarni bir joyda saqlash va hamma uchun umumiy bo‘lgan texnik jixozlar va o‘lchov tarozilarini joyidan siljitmaslik lozim. 7. Laboratoriyada noma’lum tavsifli bo‘lganreaktivlarni ta’mini tatib ko‘rish, teriga tomizib sinash, xonada chekish man etiladi. 8. Kuchli kislota, ishqor eritmalari va zaharli moddalar bilan mo‘rili shkaf ostida ishlash, ularni o‘lchab olishda avtomatlashtirilgan pipetkalardan foydalanish, qolgan xollarda esa, bu ishni o‘lchov silindrlari yordamida o‘lchab olib bajarish. Brom, vodorod xlorid va boshqa zaharli moddalar solingan idishini og‘zini mo‘rili shkaf ostida chetga qaratib ochish kerak. 9. Ishlatilgan kislotalar, ishqorlar, xromli aralashmalar, oltingugurtli aralashmalar birikmalari va boshqalarni alohida belgilangan idishlarga to‘kiladi.
Yong‘in va texnika xavfsizlik qoidalari: 1. Laboratoriyada ishlayotgan har bir kishi yong‘in va texnika xavfsizlik qoidalariga amal qilishi lozim. 2. Turli gaz gorelkalar va spirt lampalardan to‘g‘ri foydalanishni bilishi kerak. 3. Issiq idish va asboblarni hech qachon stolga to‘g‘ridan-to‘g‘ri qo‘yish yaramaydi, buning uchun maxsus taglik (azbest qog‘oz, oyoqli metal panjara) bo‘lishi kerak. 4. Tez alangalanuvchi moddalar solingan idishlarni ochiq alangada qizdirish va uning yaqinida saqlash mumkin emas. 5. Agar tez alangalanuvchi moddalar yonib ketsa darhol qizdirish manbayini o‘chirish va qum sepish yoki maxsus o‘t o‘chirish vositalaridan foydalanish kerak. 6. Ishlayotgan kishining ust kiyimi yonib ketsa darxol qalin mato yopib havoning kirishini to‘xtatish lozim. 7. Elektr asbob – uskunalari tokga ulanganda yerlatilishi lozim. 8. Laboratoriya xonalarida har bir elektor ulanish nuqtalari (rezetkalar) izolatsiyalangan va kuchlanish volt kattaligi ko‘rsatilgan bo‘lishi kerak. 9. Ish tugagandan so‘ng barcha asbob – uskunalarni tozalab, reaktivlarni joy – joyiga qo‘yish, elektr ulagichlarini o‘chirib, gaz va suv jo‘mraklarini berkitib chiqish va ish joyini tartibga solib, laborantga topshirish talab etiladi.
Birinchi yordam ko‘rsatish: 1. Teriga kislotalar to‘kilsa darhol o‘sha joy suv bilan 3–4 marta yuviladi, so‘ngra kaliy permanganat yoki natriy bikarbonat tuzining 3% li eritmasiga botirilgan paxta qo‘yiladi.
O‘tilgan mavzuni mustahkamlash uchun savollar: 1. Laboratoriyada ishlash qoidalariga nimalar kiradi? 2. Laboratoriyada qanday gigiyena qoidalariga rioya qilish lozim? 3. Yong‘in va texnika xavfsizligi qoidalarini bayon qiling. 4. Eritma nima? 5. Eritmalarning noaniq tavsifli konsentrasiyalariga nimalar kiradi? 6. Aniq konsentrasiya tavsifiga ega bo‘lgan eritmalarga qaysi xil eritmalar kiradi? 5. Foizli eritma qanday tayyorlanadi? 6. Molyar va normal eritmalarchi? 7. 0,9 % osh tuzi eritmasi qanday tayyorlanadi? 8. Solishtirma og‘irligi 1,84 bo‘lgan konsentrlangan sulfat kislotadan 0,05 M eritmasini qanday tayyorlanadi? 9. Shu kislotaning 0,05N eritmasi qanday tayyorlanadi?
OQSILLAR BIOKIMYOSI: Oqsillar – yuqori molekulyar, azot tutuvchi organik moddalar bo‘lib, ularning tarkibi aminokislotalardan tashkil topgan makromolekulalardir. Darhaqiqat, bu biomakromolekulalar hujayraning tuzilmasi va funksiyalarida birlamchi rolnio‘ynaydi, chunki ular orqali genetik axborot ko‘chirilishini ta’minlaydi. Hayvonlar organizmida ularning quruq massasini 40-50 % ni tashkil qiladi, o‘simliklarda esa biroz kamroq bo‘ladi(2,0-35 %). Hisoblarga qaraganda, tabiatda 1010-1012 xil xilma-xil oqsillar uchraydi. Oqsillar organik birikmalarning boshqa xillariga xos bo‘lmagan qator xususiyatlarga ega bo‘ladi. Oqsil tanachalarining bu xususiyatlari ularning hayotiy jarayonlarni boshqarishdagi ishtiroki bilan bog‘liq. Bu xususiyatlar jumlasiga: - tuzilmalarning xilma xilligi va unga bog‘liq holda turga xos maxsuslikka egaligi; - fizik va kimyoviy o‘zgarishlarining xilma xilligini cheksizligi; - molekulalararo ta’sirlanish xususiyatlarining cheksizligi; - molekula konfiguratsiyasining o‘zgarishiga javob berish va ta’sirlanishning nihoyasiga yetishi bilan dastlabki holatni tiklash xususiyatini mavjudligi; - boshqa kimyoviy birikmalar bilan birikib kompleks va boshqa xil tuzilmalarni hosil qilish xossasiga egaligi; - biokatalitik va boshqa sifatiy xossalarga egaligi kabilar kiradi. Oqsillarning elementar tarkibi: -uglerod-50,0-55,0%; -vodorod-6,5-7,3%; -azot-15,0-18,0%; -kislorod-21,0-24,0%; -oltingugurt-0,0-2,54%; -kul-0,0-0,5% dan tashkil topgan. Gidrolizlanganda faqat aminokislota qoldiqlarini hosil qiluvchi makromolekulalarga oddiy oqsillar deyiladi. Ularga: protaminlar,gistonlar, albuminlar, globulinlar,prolaminlar, glyutyelinlar,proteinoidlar, tabiiy peptidlarlar kiradi.Bu oqsillarning qisqacha tavsifi quyidagicha: • protaminlar - tarkibida 80% gacha diaminomonokarbon kislotali aminokislotalar saqlovchi, ishqor tabiatli, oddiy oqsillardir. Ular sperma, baliq ikrasi kabi ko‘payish mahsulotlari tarkibida uchraydi. DNK molekulasi bilan birikib, ularning barqarorligini ta’minlaydi.
2-mavzu. To‘qima va biologik suyuqliklardan oqsillarni ajratish usullari va ularning eruvchanligini aniqlash: Ma’lumki, oqsillarni eruvchanligi, tozalash usullari, xossalari, molekulyar massasi va tarkibini o‘rganish uchun, ularni xilma xil biologik materiallardan ajratib olish lozim bo‘ladi. Bu biomateriallar jumlasiga: mushak, qon va uning zardobi, tuxum, xamirturush va chigitlarni kiritish mumkin. Darsning maqsadi.Turli xil biologik material (mushak, qon va uning zardobi, tuxum, hamirturush va chigit)lardan oqsillarni ajratib olish va ularni eruvchanligiga oid ko‘nikmalarni shakllantirish.
3-mavzu. Oqsillarni cho‘ktirish reaksiyalari: Oqsil eritmalari yuqorida keltirilganidek kolloid eritma bo‘lganligi sababli ularni ma’lum sharoitlarda cho‘ktirish yo‘li bilan bor-yo‘qligini aniqlash va toza holda ajratib olish mumkin bo‘ladi. Oqsillarni cho‘ktirishning xilma xil reaksiyalari mavjud. Bu reaksiyalarni yuqori haroratda qaynatish yo‘li bilan va xona xarorati sharoitida o‘tkazish mumkin. Cho‘ktirish reaksiyalari foydalaniladigan cho‘ktirish usullariga qarab qaytar va qaytmas reaksiyalar bo‘ladi. Qaytar cho‘ktirish reaksiyalarida oqsillar tuzilishi jihatidan chuqur o‘zgarishlarga duch kelmaydi va hosil bo‘lgan cho‘kma dastlabki suvli erituvchida eriydi. Oqsillar bunda o‘zlarining dastlabki tabiiy tuzilishini saqlaydi va denaturatsiyaga uchramaydi. Qaytmas tavsifli cho‘ktirish reaksiyalarida oqsil chuqur o‘zgarishlarga duch keladi. Bunda hosil bo‘lgan oqsil cho‘kmasi dastlabki erituvchida erish qobiliyatini yo‘qotadi, ya’ni denaturasiyaga uchraydi. Denaturatsiyaga uchragan oqsil shunday o‘zgarishlarga duch keladiki, bunda u o‘zining biologik va fizik-kimyoviy xossalarini va gidrofilligini yo‘qotadi. Qaytmas cho‘ktirish reaksiyalarini qavat-qavat bo‘lib yuviladigan eritma (distillangan suv, NaCl, (NH4)2SO4, MgSO4)lardan foydalangan holda amalga oshirish mumkin. Tuz yordamida oqsillarni cho‘ktirishdan juda keng foydalaniladi. Shu yo‘l bilan ularni fraksiyalarini bir biridan ajratish imkoniyati mavjud.
4-mavzu. Oqsillarga xos rangli reaksiyalar: Oqsillarga xos rangli reaksiyalar, bu moddalarning molekulyar tuzilishini turli tumanligi va ularning tarkibiga kirgan aminokislotalarning xossalariga bog‘liqdir. Aminokislotalar atsillanish, alkillanish, nitrollanish, eterifikasiya va boshqa xil reaksiyalarga kirishadi. Hamma aminokislotalar ningidrin bilan reaksiyaga kirishishi natijasida ko‘k-binafsha rangga bo‘yaladi. Ularni miqdoriy ko‘rsatkichini kimyoviy usulda aniqlash ham, avtomatik analizator yordamida aniqlash ham shu reaksiyaga asoslangan. Bundan tashqari alohida olingan aminokislotalar har xil sifatiy reaksiyalarni namoyon qiladi, masalan, tirozin nitrit kislota ishtirokida simob nitrat tuzi bilan qizil rangga bo‘yaladi(Millon reaksiyasi), fenilalanin va tirozinlar konsentrlangan nitrat kislota ishtirokida sariq rang hosil qiladi (Ksantoprotein reaksiyasi), triptofan glioksil kislota ishtirokida sulfat kislota bilan ta’sirlanib ko‘k- binafsha rangga bo‘yaladi (Gopkins - Kol va Adamkevich reaksiyasi), arginin alfa-naftol va natriy gipoxlorit bilan ta’sirlanib qizil rang hosil qiladi (Sakaguchi reaksiyasi), sistein natriy nitroprussid va 1,3-naftoxinon-4-sulfonat natriylar bilan qizil rangga bo‘yaladi(Mak-Karti va Sallivan reaksiyalari), gistidin va tirozinlar ishqoriy muhitda diazotlangan sulfon kislotasi bilan ta’sirlanib qizil rangga bo‘yaladi (Pauli reaksiyasi), sistein yoki sistin ishqoriy muhitda qo‘rg‘oshin asetat bilan reaksiyaga kirishib qora rangga bo‘yaladi (Fol reaksiyasi), tirozin fosfomolibdenovolframat kislotasini natriyli tuzi bilan reaksiyaga kirib ko‘k rang hosil qiladi (Folina – Chiokalteu reaksiyasi). Bu reaksiyalar oqsil tarkibidagi turli xil aminokislotalar, spesifik funksional guruhlar yoki peptid bog‘larning xossalariga asoslangan. Bir qancha kimyoviy moddalar oqsilga ta’sir etganda reaksiya mahsuloti sifatida turli rangli birikmalar hosil qiladi. Xuddi shu reaksiyalar asosida oqsillar va ularning tarkibidagi aminokislotalarni sifat va miqdor jihatdan aniqlash usullari ishlab chiqilgan. Rangli reaksiyalar tabiatiga ko‘ra ikki xil: universal va o‘ziga xos rangli reaksiyalarga bo‘linadi. Birinchi turdagi reaksiyalar hamma oqsillar uchun (biuret va ningidrin) xos bo‘lib, ikkinchi xili esa oqsil molekulasida u yoki bu xil aminokislota qoldiqlari borligini aniqlashga (Ksantoprotein, Millon, Fol, Sakaguchi, Pauli, Gopkinsa–Koll va Adamkevich reaksiyalari va boshqalar) qaratilgan. Aminokislotalarni biologik suyuqliklar yoki tuzilma ekstratlarida o‘ziga xos reaksiyalar yordamida aniqlash mumkin. Rangli reaksiyalarni amalga oshirishda tuxum oqsili, jelatina eritmalari, bir necha marta suyultirilgan qon zardobi, turli hayvon va o‘simlik to‘qimalari ekstraktlari, shuningdek yuqorida oqsillarni ajratib olishga oid darsda tayyorlangan oqsilli materiallardan foydalanish mumkin bo‘ladi. Darsning maqsadi. Biologik obyektlar yoki turli eritmalarda oqsil mavjudligini rangli reaksiyalar yordamida aniqlash hamda bu usullar orqali oqsillar tarkibidagi aminokislatalrga xos sifat reaksiyasini o‘tkazish va ulardan amaliy maqsadlarda foydalanish ko‘nikmalarini shakllantirish
6-mavzu. Oqsillarni miqdoriy ko‘rsatkichlarini aniqlash: Oqsillar miqdorini spektrofotometrik uslubda aniqlash ularning tarkibida bo‘lgan aromatik aminokislotalar (triptofan, tirozin qisman fenilalaninlar)ning 280 nm to‘lqin uzunligida ultrabinafsha nurni maksimal yutish qobiliyatiga ega bo‘lishiga asoslangan. Shu to‘lqin uzunligida o‘lchov o‘tkazish orqali eritmadagi oqsil miqdori aniqlanadi. Oqsillarni bir xil miqdorda olinganda ularning tarkibidagi aromatik aminokislotalarning miqdoriy ko‘rsatkichlari har xil bo‘lmaganligi sababli nurni yutish ko‘rsatkichlari ham bir xil bo‘lmaydi. Lekin bunda konsentrasiyasi shartli ravishda «o‘rtacha qiymatga», ya’ni 1 mg/ml ga keltirilgan oqsil eritmasini 280 nm da(suyuqlik qatlamini qalinligi 1 sm bo‘lganda) optik zichligini 1,0 deb qabulqilinadi. Oqsil eritmasi tarkibida nuklein kislotalar yoki nukleotidlarning bo‘lishi bu uslub yordamida oqsil miqdorini aniqlashga halaqit beradi. Bir xil oqsil eritmasining optik zichligini 260 nm va 280 nm da o‘lchash orqali nomogramma (7-rasm) dan foydalanib miqdoriy tahlil o‘tkazish mumkin. Ishni bajarish tartibi.Buning uchun eksperimental yo‘l bilan 260 nm va 280 nm to‘lqin uzunliklarida aniqlangan optik zichliklar nomogrammaning tegishli ustunchalaridan topiladi va ularni to‘g‘ri chiziq bilan birlashtiriladi bu chiziqning shkala bilan kesishgan joyiga qarab tatqiq qilinayotgan eritmadagi oqsilning konsentratsiyasi aniqlanadi. Shuningdek shu ma’lumotlardan foydalanib 280 nm va 260 nm da optik zichliklarni aniqlash ko‘rsatkichlari asosida Kalkar formulasi yordamida oqsil miqdorini aniqlash mumkin. Bu ishni amalga oshirish oqsil miqdorini =1,45•D280-0,74•D260 mg/ml hisobida hisoblash imkonini beradi.
7-mavzu. Oqsillarni gidrolizlash: Oqsillarning aminokislota tarkibini miqdoriy va sifatiy jihatdan o‘rganish uchun bu makromolekulyar moddalarni gidrolizlash talab qilinadi. Qo‘llaniladigan katalizatorlarga qarab gidroliz kislotali, ishqoriy va fermentativ bo‘lishi mumkin. Odatda laboratoriya sharoitida kislotali gidrolizdan ko‘proq foydalaniladi. Ishqoriy gidrolizdan triptofanning miqdorini aniqlashda foydalaniladi. Chunki triptofan ishqoriy gidrolizda deyarli o‘zgarishga duch kelmaydi, qolgan aminokislotalarning ancha qismi parchalanib ketadi. Kislotali gidrolizda triptofan to‘liq, serin, treonin, sistein, tirozin va fenilalaninlar qisman parchalanadi. Darsning maqsadi.Biologik materiallar tarkibidagi oqsillarni gidrolizini laboratoriya sharoitida amalga oshirib, oqsillarni bosqichma bosqich parchalanishini, gidroliz natijasida karboksil va aminoguruhlarning oshaborishini, gidrolizning nihoyasida aminoguruhlar sonini doimiy bo‘lib qolishini e’tiborga olib, ularni bilvosita yo‘l bilan sarhisob qilish orqali nazariy bilim, ko‘nikma va malakalarni shakllantirish.
8-mavzu. Aminokislotalarni qog‘oz xromatografiyasi uslubida o‘rganish: Hozirgi vaqtda oqsillar, aminokislotalar, nuklein kislotalar, uglevodlar, lipidlar va ularning metabolitlarini (moddalar almashinuvining oraliq mahsulotlarini) bir-biridan ajratish uchun xromatografik usuldan foydalaniladi. Moddalarni ajratish mexanizmiga qarab xromatografiyaning bir necha turlari bor chunonchi adsorbsion, taqsimlovchi, diffuzion xromatografiya, ion almashinuv xromatografiyasi, gaz xromatografiyasi, affin xromatografiyasi va boshqalar. Aminokislotalarni ajratish uchun eng qulayi va nisbatan aniğgi qog‘ozda taqsimlovchi va yupqa qavatli xromatografiya hisoblanadi. Bu usul turli xildagi aminokislotalarning qisman aralashadigan ikki xil suyuqliklarda, masalan, biri suvda, ikkinchisi suv bilan to‘yintirilgan organik erituvchi (fenol, butil spirtini, sirka kislota bilan aralashmasi va boshqalar) kabi erituvchilarning eruvchanligiga asoslangan. Suv fazasi harakatsiz bo‘lib, u inert material sellulozaga xromatografiya kamerasidagi nam bilan, to‘yingan atmosferadagi suv bug‘lari ko‘rinishida shimilgan bo‘lib, qog‘oz tashqi ko‘rinishidan quruq bo‘ladi. Erituvchi aralashmaning organik qismi esa, uning harakatdagi fazasi hisoblanadi. Aminokislotaning eruvchanligi suvda qancha yuqori bo‘lsa, organik erituvchida shuncha kam yoki aksincha yuqori bo‘lishi mumkin. Bu usulning mohiyati shundaki, xromatografik qog‘ozning bir nuqtasiga yoki bitta chiziq bo‘ylab tekshirilayotgan aminokislotalar aralashmasi yoki oqsil gidrolizatini qora qalam bilan belgilangan start chizig‘iga Paster pipetkasi yordamida 1 sm masofaga chizib tomizilib quritiladi, so‘ng qog‘ozning shu chekkasi erituvchilar aralashmasiga tushiriladi. Erituvchi kapellyar kuchlar yordamida qog‘oz bo‘ylab harakatlanadi va o‘z yo‘lida uchragan moddalarni, xususan aminokislotalarni eritib yuqoriga qarab harakatlanadi. Aminokislotalarning qog‘oz bo‘ylab harakati ularning eruvchanligi, kimyoviy tuzilishi va xossalariga bog‘liq. Erituvchi qog‘ozning ikkinchi chekkasiga yaqinlashganda jarayon to‘xtatiladi va erituvchining bosib o‘tgan chegarasi qora qalam bilan belgilanadi so‘ng xromatografik qog‘oz erituvchi to‘la bug‘lanib ketishi va aminokislotalarning qog‘ozda fiksasiyalanishini t’aminlash uchun yaxshilab quritiladi. Shundan keyin xromatogrammaga aminokislota bilan rang beruvchi reagent ningidrin eritmasiga solib olinadi yoki bu erima bilan pu’rkaladi. Natijada xromatogrammada aminokislotalarning rangli dog‘chalari paydo bo‘ladi, bu esa aminokislotalarning bir-biridan ajralganidan darak beradi. Alohida aminokislotalarning siljish tezligi taqsimlanish koeffiqiyenti (Rf) bilan ifodalanishi mumkin. Taqsimlanish koeffisiyenti deb aminokislotaning qog‘ozda chiziq bo‘ylab tomizilgan joyidan (start) aminokislota dog‘ ining markazigacha bo‘lgan masofa (millimetrlarda) (a) ning erituvchining start nuqtasidan frontigacha bo‘lgan masofa(b)ga nisbatiga aytiladi Rf= a / b Taqsimlash koeffesiyenti har bir aminokislota uchun o‘ziga xos kattalik bo‘lib, bir xil tajriba sharoitida (erituvchi, temperatura, qog‘oz navi va boshqalar) o‘zgarmasdir. Odatda oqsillarning gidrolizatlari tarkibidagi aminokislotalarni ham sifatiy, ham miqdoriy jihatdan aniqlashda toza aminokislotalardan tayyorlangan eritmalardan foydalangan holda maxsus tayyorlangan xromatografik kameralarda xromatografiya o‘tkaziladi. Bu xil xromatografiyani eni va uzunligi katta bo‘lgan qog‘ozda o‘tkazish mumkin. Bunda xromatografiya qog‘ozini start chizig‘i tagiga oddiy qalam bilan aminokislotalarni nomlarini yozgan holda ularning eritmalaridan alohida-alohida tomiziladi va qog‘ozning o‘rtasiga yoki bir chekkasiga gidrolizat namunasidan tomiziladi. Shu yo‘sinda olingan xromatogrammadagi aminokislotalarning dog‘chalari gidrolizatdagi
NUKLYEIN KISLOTALAR BIOKIMYОSI: Ma’lumki,1868 yil Shvesariya olimi F. Misher birinchi bo‘lib, odam qoni leykositlarini yadrosidan ilgari fanga ma’lum bo‘lmagan birikmani ajratib oldi va uni nukleinlar (lot.nucleus-yadro) deb atadi. Biroz keyinchalik shu F.Misher ishlagan laboratoriya xodimlari F. Goppe-Zeyler va boshqalar, ular orasida rus olimi N. Lyubavin qushlar, reptiliyalarning eritrositlaridan, xamirturush hujayralaridan va boshqalardan nukleinlar ajratib olishgan edi. F. Misher 1889 yil nuklein-nordon reaksiyali tarkibida ko‘p miqdorda fosfor tutuvchi komponenti (nuklein kislota deb nomlangan) ni oqsil komponenti bilan birikmasidan iborat ekanligini isbotladi. Shunday qilib nuklein kislotalari va murakkab oqsillar nukleoproteinlar kashf qilindi. Uzoq vaqt davomida nukleoproteinlarning oqsil komponenti gistonlar va protaminlar deb yuritildi. Lekin 1936 yil molekulyar biologiyani asoschilaridan biri A.I.Belozerskiy tomonidan o‘simliklardan ajratib olingan nukleoproteinlar tarkibida albumin va globulinlarga o‘xshash nordon oqsillarning borligi ham fanga ma’lum qilindi. XIX asrning 80 yillari nuklein xromosomalarning tarkibida bo‘lishi va shunga bog‘liq holda uning irsiy belgilarini avloddan avlodga ko‘chirishdagi ahamiyati to‘g‘risidagi tushunchalar shakllanaboshladi. XX asrning 40-50 yillarida mikroorganizmlarning irsiy belgilarini ko‘chirilishida dezoksiribonuklein kislota (DNK) larning ishtirok etishi isbotlandi.O.Everi,K. Mak-Leod va M.Mak-Kartilar dastlab mikroorganizmlarda transformatsiyalovchi agentning kimyoviy tabiatini fanga ma’lum qildi. Aslida genetik transformatsiyani F.Griffits tomonidan 1928 yilda ma’lum qilingan edi. U patogenlik xususiyatini pnevmokokk Diplococcus pneumonia shtammidan boshqa shtammiga ko‘chirishga erishdi. Bundan keyin u nopatogen shtamm va patogen shtamni o‘ldirilgan hujayralarini aralashtirgan holda sichqonlarni zararlantirdi hamda patogen holatni yuzaga keltirdi. Hozirgi kunda bakteriyalarning genetik tahlilida transformasiya xodisasidan keng foydalaniladi. Yuqori taraqqiy qilgan organizmlavrni hujayralarini ham transformatsiyalash mumkinligi isbotlandi. Shunday qilib nuklein kislotalari tirik organizmlarning,barcha tirik hujayralarning eng muhim komponentidir. Nuklein kislotalari ishtirokida hayotiy jarayonlarning moddiy asosi bo‘lgan oqsillar hosil bo‘ladi. Har bir tirik organizm boshqa organizmlardan farqlanuvchi o‘zining maxsus oqsillariga ega. Oqsillarning tuzilmaviy xususiyatlari DNK da “yozilgan” (“dasturlangan”) va ular qator avlodlarga DNK molekulasi orqali uzatiladi. Boshqa tipdagi nuklein kislotalari ribonuklein kislotalari (RNK) bo‘lib, oqsil biosintezini o‘zini zaruriy va eng muhim komponentlari hisoblanadi. Shu sababli organizm oqsillar eng ko‘p hosil bo‘ladigan to‘qimalarda RNK ni ko‘p miqdorda saqlaydi. Nuklein kislotalar va nukleoproteinlarni o‘rganish shu sababli muhimki, viruslar deyarli toza nukleoproteinlarning o‘zi hisoblanadi. Ko‘pdan ko‘p virus kasalliklariga qarshi kurashni nuklein kislotalarning tuzilishi va xossalarini bilmasdan amalga oshirib bo‘lmaydi. Ayniqsa saraton (rak) kasalligini kelib chiqish sabablari va davolash usullari katta qiziqish uyg‘otadi, chunki bunda hujayraning nuklein kislotalari va oqsillari funksiyalarini izdan chiqishi yuz beradi, hamda bu jarayonda viruslarlarning bevosita ishtiroki bor. Nihoyat shu narsani ham e’tiborga olish lozimki, nuklein kislotalarning bo‘laginukleotidlarmoddalar almashinuvida muhim rol o‘ynaydi: - ulardan ba’zilari kofermentlar; -boshqalari hujayrada energiyani akkumulyatorlari; -uchinchilari-siklik nukleotidlar-moddalar almashinuvini boshqaruvchilari hisoblanadi. Nukleoproteinlarning kimyoviy tarkibini o‘rganish uchun qulay obyekt achitqi hujayralari hisoblanadi. Quruq achitqi massasi yoki undan ajratib olingan nukleoproteinni sulfat kislota yordamida gidrolizlansa, polipeptidlarga, purin va pirmidin asoslariga, uglevod komponentiga va fosfat kislotaga parchalanadi. Gidroliz mahsulotlarini maxsus sifat reaksiyalar yordamida aniqlash mumkin. Nukleoproteidlar quyidagicha parchalanadi:
FERMENT (Enzim)LAR BIOKIMYОSI: Fermentlar yoki enzimlar oqsil tabiatli moddalar bo‘lib, biokatalizatorlik vazifasini bajaradi. Ferment atamasi lotincha «Fermentatio» «achish», «bijg‘ish» yoki grekcha «yen» - ichida, «zime» - achitqi atamalaridan olingan. Ular ta’sirida moddalarning parchalanishi yoki kerakli moddalarning biologik sinteziga oid murakkab kimyoviy reaksiyalar, qisqa vaqt ichida, nisbatan past haroratlarda o‘tadi. Ular bunday biokimyoviy reaksiyalarni million, hatto, milliard marta tezlashtiradi, o‘zlari esa o‘zgarishsiz qoladilar. Ferment atamasini, birinchi marta, gollandiyalik tabiatshunos Van Gelmot tomonidan ovqatlik moddalarning hazm bo‘lishi uchun zarur bo‘lgan maxsus moddalarga nisbatan qo‘llanilgan. K. S. Kirxgoff 1814 yili arpa doni maysasidan olingan ekstraktli ta’sirda kraxmalni qandlanib, maltozaga aylanishini ko‘rsatgan. 1883 yilda Payon bilan Perso arpa doni maysasi ekstraktidan spirt bilan cho‘ktirish orqali kraxmalni qandga aylantiruvchi diastaza fermentini ajratib olishadilar. Keyinchalik diastaza faolligi so‘lakda ham uchrashi aniqlangan. Fransiyalik Lui Paster(1822-1885) achish jarayonini har tomonlama o‘rganib spirtli bijg‘ish faqat mikroorganizmlar - achitqilar hayoti bilan bog‘liq, ulardagi fermentlar ichki fermentlar ya’ni enzimlardir, ular tashqi fermentlardan farq qiladi, deb tushuntirgan. Nemis olimi Libix(1803-1873) fermentlar to‘g‘risidagi bunday ikki xil tushunchani e’tiroz bilan qabul qilib, u mikroorganizmlarning hayot- faoliyatiga emas, balki hujayra ichidagi fermentlarga bog‘liq deb tushuntiradi. Bu muammoni 1897 yilda Byuxner deganolimglukozani etil spirti vaCO2 ga parchalaydigan erkin achitqi ekstraktini ajratib olishi bilan hal etib berdi. Bunday ekstraktni Byuxner zimaza deb atagan. Achish - zimaza ta’sirida hujayradan tashqarida o‘tishi isbotlandi. Keyinchalik spirtli achish bilan mushaklardagi glikoliz bir xil jarayon, ya’ni karbonsuvlarning anaerob sharoitda parchalanishi ekanligi isbotlandi. Fermentli moddalarning borligi to‘g‘risidagi tushunchalar I. P. Pavlovning ilmiy-tadqiqot ishlarida ham ma’lum bo‘lgan. U 1892 yili me’da shirasining hosil bo‘lishini, itlar ustida o‘tkazgan tajribalarida o‘rganib, me’da shirasi qancha ko‘p miqdorda ishlab chiqilsa, shuncha ko‘p miqdorda oqsilni parchalanishini isbotlagan, fermentlar ham oqsil tabiatli moddalar ekan deb xulosaga kelgan. 1926 yilda J. Samner degan olim uryeaza fermentini kristal holatda ajratib olgan. Xuddi shunday, 1930-1936 yillarda Nortrop degan olim pepsin bilan tripsin fermentlarini ajratib olgan va ular oqsil tabiatli moddalar ekanligini isbotlagan. Shunisi tavsifliki, har bir ferment faqat maxsus bir kimyoviy o‘zgarishni katalizlaydi, ya’ni har bir ferment o‘ta maxsusligi bilan farqlanadi. Bunday maxsuslik faqat optimum temperaturani, muhit(pH)ni, maxsus aktivatorlarning ishtirokini talab etadi. Jumladan, pepsin uchun optimum pH 1,5-2,5; tripsin uchun - 8-11; amilaza uchun - 6,7-6,9; lipaza uchun - 8,3-8,5; ishqoriy fosfataza uchun - 9,0 bo‘lganda ularning ta’sir etishi kuzatiladi. Ko‘pgina fermentlar o‘zlarining katalitik faolligini ma’lum bir moddalar, ionlar ishtirokida amalga oshiradi, ularni fermentlarning faollashtiruvchi moddalari(aktivatorlari) deb atashadi. Masalan, so‘lak amilazasi Cl - ishtirokida, arginaza – Co++, Ni++, Mn++, ATF-faza - Ca++, membrana ATF-azasi - Na+ , K+ ishtirokida faollashadilar. Ayrim moddalarning ionlari fermentlar faolligini susaytiradi. Aniqrog‘i, ferment molekulasining faol markazini chegaralaydi. Masalan, suksinatdegidrogenaza qahrabo kislotasini oksidlaydi. Agar reaksiya paytida malon kislotasi ishtirok etib qolsa, ferment o‘z ta’sirini qahrabo kislotasiga o‘tkazolmay qoladi: Bunday moddalarni fermentning ingibitori deb atashadi. Amalda ko‘pgina fermentlar uchun Ag+ , Hg++, Pb++ kationlari ana shunday ingibatorlik vazifalarini bajarishadi. Odatda fermentlarning nomi ular ta’sir qiladigan modda yoki tegishli biokimyoviy jarayonning lotincha nomi oxiriga «-aza» qo‘shimchasini qo‘shib tuziladi. Masalan, gidroliz jarayonini katalizlaydigan fermentlar gidrolazalar, oksidlanish jarayonini katalizlaydigan fermentlar - oksidazalar deb ataladi. Shuningdek, saxarozaga ta’sir qiladigan ferment - saxaraza, laktozani parchalaydigan ferment - laktaza, kraxmal (lotincha «Amylum») ga ta’sir etadigan ferment - amilaza deb nomlanadi va hokazo. Tirik mavjudotlarda o‘tadigan fermentli reaksiyalar mexanizmi juda murakkab bo‘lib, ular tez, sekundning kichik ulushlarida sodir bo‘ladi. Shuning uchun ham fermentli reaksiyalarning mexanizmlari to‘liq ishlab chiqilmagan. Lekin bu sohada juda ko‘p izlanishlar olib borilib, ularning ba’zi bir sohalari hal qilingan. Fermentli reaksiyalarning mexanizmi, ko‘pincha, oraliq moddalar nazariyasi asosida tushuntiriladi va unga muvofiq, oksidlanuvchi substrat avval fermentning faol markaziga birikib, ferment-substrat majmuali birikmasini hosil qiladi. So‘ngra bu majmuali birikma o‘zgarib, ferment va hosil bo‘ladigan mahsulotlarga parchalanadi. Ferment-substrat majmuiy birikmalarining hosil bo‘lishi tajribalarda o‘rganilgan. Hozirgi vaqtda
KARBONSUVLAR BIOKIMYОSI: Molekulasining tarkibi C, H va O dan tarkib topgan va uglerodning CH2O holatidagi gidratlarini o‘zaro fazoviy tuzilmalaridan hosil bo‘lgan murakkab moddalar karbonsuvlar (uglevodlar) deb ataladi. Ular tabiatda keng tarqalgan moddalar bo‘lib, tirik organizmlarda muhim biologik vazifalarni bajaradi. Ayniqsa, ular o‘simliklarda ko‘p miqdorlarda uchraydi, ularning quruq vaznini 70-80% ini tashkil etadi. Odam va hayvonlar organizmida ularning miqdori 2% atrofida bo‘ladi. Kimyoviy tuzilishi jihatidan karbonsuvlar ko‘p atomli spirtlarning aldegidlari va ketonlari hisoblanadi. Tirik organizmlardagi karbonsuvlarning bajarayotgan vazifalari turli-tuman. Eng avvalo, karbonsuvlar biokimyoviy ahamiyatga ega, ular nafas olish jarayoni bilan biologik oksidlanishga uchrab, o‘zlarida jamg‘arilgan energiyani ajratadi. Hisoblashlarga ko‘ra, 1 g karbonsuv oksidlanganda 4,1 kkal yoki 16,9 kDj energiya hosil bo‘ladi. Tirik organizmlada karbonsuvlar quyidagi funksiyalarni bajaradi. 1. Karbonsuvlar tuzilmaviy (quruvchi, plastic) modda sifatida ham ahamiyatga ega. Ular nuklein kislotalari, karbonkislotalar, aminokislotalar, huddi shunday oqsillar, lipidlar bilan birikib muhim biogen ahamiyatli birikmalarni hosil qiladi. 2. Karbonsuvlar himoya vazifasini ham o‘taydi. Ular o‘simlik to‘qimalarining qobig‘ini hosil qilishda, hasharotlar, qisqichbaqasimonlarning tashqi skeletini, bakteriyalarning hujayra devorlarini va barcha tirik organizmlarning hujayrasi membrana (qobiq)larini tashkil etishda qatnashadi. 3. Karbonsuvlar tayanch vazifasini ham bajaradi. Kletchatka va boshqa murakkab karbonsuvlar hujayra qobig‘ini tashkil etishda ishtirok etib, mexanik vazifani bajaradi va to‘qimalarning tayanch hususiyatlarini yuzaga chiqaradi. Ular odam va hayvonlarning tog‘ay, suyak, pay to‘qimalari tarkibiga xondroitinsulfatlar holida qatnashib, oqsillar bilan hamkorlikda tayanch vazifasini bajaradi. 4. Karbonsuvlar boshqaruv vazifasini ham bajaradi. Masalan, oziq moddalar bilan qabul qilingan kletchatka (sellyuloza) ichak ximusi tarkibida bo‘lganida, ichak vorsinkalarini mexanik qo‘zg‘atib, ichak peristaltikasini faollashtiradi. Bu esa ichakda ovqat hazm bo‘lishini tezlashtiradi. Xuddi shunday, monosaxaridlar ichki muhit barqarorligini - gomeostazni saqlashda ham qatnashib, osmotik bosim hosil qilishda faollik ko‘rsatadi. Eng muhimi, karbonsuvlar maxsus vazifalarni ham bajarishda ishtirok etadi. Jumladan, glikoprotein tabiatli murakkab moddalar har xil guruhdagi qonning antigenli xususiyatini oshiradi, ular asab hujayrasiga ko‘p miqdorda uchrab, asab impulsini o‘tkazishda ham qatnashadi. Ayrim glikoproteinli fermentlar qonning sovutgichi, baliqlarda esa antikoagulyant vazifasini bajaradi. 5. Karbonsuvlar zahira oziq modda vazifasini ham o‘taydi. Odam va hayvon to‘qimalarida glikogen, o‘simliklarda - kraxmal holida to‘planib, zarur bo‘lganda bioenergiya uchun sarflanishi kuzatiladi. Karbonsuvlar tarkibi va xossalariga qarab uch guruhga bo‘linadi: monosaxaridlar, oligosaxaridlar va polisaxaridlar(glikanlar). Monosaxaridlar Monosaxaridlar yoki oddiy karbonsuvlar. Ularning umumiy tarkibi (CH2O)n bo‘lib, n - ning soni 3 dan 9 gacha bo‘ladi. Ular o‘z navbatida tarkibidagi uglerod atomining soniga qarab, trioza / C3H6O3 /, tetroza /C4H8O4 /, pentoza / C5H10O5 /, geksoza / C6H12O6 /, geptoza / C7H14O7 / kabi guruhlarga bo‘linadi. Tuzilishiga ko‘ra barcha monosaxaridlar aldegid va keton guruhlarini saqlagani uchun aldozalar va ketozalarga bo‘linadi: Geksozalar glukoza, galaktoza, mannoza kabi aldogeksozalar tarzida hamda fruktoza kabi ketogeksoza tarzida keng tarqalgan:
5-mavzu. Polisaxaridlarni ajratib olish va ularga xos ayrim reaksiyalar: Polisaxaridlarning umumiy formulasi (C6H10O5)n bo‘lsa ham tuzilishi bo‘yicha bir-biridan farqlanadi. Shuning uchun ularni gomopolisaxaridlar va geteropolisaxaridlarga bo‘lishadi ularning monomerlari orasidagi glikozid bog‘larning tabiatiga qarab ham farqlanishini yaqqol ko‘rish mumkin. Ayrim polisaxaridlar o‘simlik va hayvon organizmlarida, ularning tana tuzilishini hosil qilishda qatnashadi va mexanik mustahkamligini ta’minlaydi. Ularga kletchatka (o‘simliklarda), xitin (hasharotlarda) moddalari kiradi. Polisaxidlarning o‘simliklardagi kraxmal va inulin, hayvonlardagi glikogen kabi vakillari oziq mahsulotidir. Bulardan tashqari bakteriyalar va zamburug‘lar tarkibida ham geteropolisaxaridlar uchraydi. Polisaxaridlarning ko‘pchiligi oqsillar bilan murakkab birikmalar hosil qiladi, glukoproteinlar, mukoproteinlar shular jumlasidandir. Kraxmal. U o‘simliklarda fotosintez jarayonida hosil bo‘lib, o‘simliklarning donida, ildizmevalarida, tuganak mevalarida va boshqa qismlarida zahira oziq modda sifatida (kraxmal donachalari holida) jamg‘ariladi. Uning miqdori bug‘doyda 75%, guruchda 80%, kartoshka to‘ganaklarida 12-24%, o‘simlik barglarida 4% atrofida bo‘ladi. Kraxmal sovuq suvda erimaydi, lekin 60-80°C gacha isitilgan suvda bo‘kadi va kraxmal kleysteri deb ataladigan kolloid eritmaga aylanadi. Kraxmal molekulasi kimyoviy sof modda emas, uning 96-97% ini amiloza va amilopektin kabi polisaxaridlar, qolgan qismini mineral moddalar (asosan, fosfat kislota), yuqori yog‘ kislotalari (stearainat, palmitat va boshqalar) tashkil etadi. Kartoshka kraxmali tarkibida amiloza polisaxaridi 19-22%ni, amilopektin esa 78-81%ni tashkil etadi. Bundan tashqari amilozaga nisbatan amilopektin yuqori molekulali polimerdir. Agar amilozaning molekulyar massasi 2.104 - 2.105 atrofida bo‘lsa, ya’ni million u.b. atrofida bo‘lsa, amilopektinning mol massasi 1·105–2·106, ya’ni yuz million u.b. atrofida bo‘ladi. Agar har ikkala polisaxarid ham gidrolizlansa D - glukoza molekulalari ajralib chiqadi. Amiloza suvda eriydi va yod ta’sirida to‘q ko‘k rang hosil qiladi, amilopektin esa suvda erimaydi, yod ta’sirida binafsha rang hosil qiladi. Kraxmal kleysterining yopishqoqligi amilopektin hususiyatidan kelib chiqadi. Agar amiloza polisaxaridi amilaza fermenti ta’sirida gidrolizlansa, disaxaridlaridan maltoza hosil bo‘ladi: Disaxarid maltozaning tuzilishida 1,4 bog‘ i bilan birikkan D - glukoza bo‘lganidan, polisaxarid amilozaning tuzilishini ham shunday izohlash mumkin: Amiloza molekulasi, ko‘pincha, 200-300 glukoza birligidan tuzilgan. Shoxlanmagan uzun polimer zanjirdir.
LIPIDLARBIOKIMYОSI: Lipidlar deb, kimyoviy jihatdan turli tarkibga ega bo‘lgan, umumiy hossalari bo‘yicha efir, aseton, xloroform, benzol kabi organik erituvchilarda eriydigan, murakkab moddalarga aytiladi. Lipid atamasi grekcha «Lipos - yog‘» so‘zidan olingan. Aksariyat holda lipidlar yuqori mollekular yog‘ kislotalarining glitserin bilan hosil qilgan murakkab efiri deb qaraladi. Ayrim lipidlarning tarkibida, bu moddalardan tashqari, azotli asoslar, fosfat kislotasi, karbonsuvlar ham uchraydi. Lipidlar muhim hayotiy jarayonlarning idora etilishida qatnashadi. Ular oqsillar bilan majmuiy birikmalar hosil qilib hujayra qobig‘ini, organoidlarining tuzilmalarini hosil qilishlari bilan biofaol moddalarni tashish, ajratish kabi vazifalarni boshqaradi. Lipidlar energiya manbayi sifatida ham xizmat qiladi. Ayniqsa, lipidlar glikolipidlar holida asab tizimi to‘qimalarining muhim tarkibiy qismi bo‘lib, asab tizimi faoliyatini yuzaga chiqarishda faol qatnashadi. Barcha lipidlarni tarkibi va biokimyoviy tavsiflariga ko‘ra oddiy va murakkab lipidlarga bo‘lib o‘rganadilar. Oddiy lipidlar yuqori molekulyar yog‘ kislotalarining spirtlar bilan hosil qilgan murakkab efirlaridir. O‘z navbatida ular yog‘larga, mumlarga va steridlarga bo‘linadi. Murakkab lipidlar ko‘p tarkibli birikmalar bo‘lib, yog‘ kislotalari va spirtlardan tashqari ularning molekulasini hosil qilishda azotli asoslar, fosfat kislota kabi moddalar qatnashadi. Tarkibiga ko‘ra, fosfolipidlar, glikolipidlar, sfingolipidlar tarzida ham uchraydi. Lipid tarkibining asosiy qismini yog‘ kislotalari tashkil etadi. Ularning gidrolizatidan uglerod atomi C4 dan C26 gacha bo‘lgan to‘yingan, to‘yinmagan, ochiq va tarmoqlangan zanjirli hamda halqali organik kislotalarning borligi aniqlangan. Ko‘rsatilgan yog‘ kislotalaridan, tabiiy yog‘lar tarkibida, eng ko‘p tarqalganlari oleinat, palmitat va stearat yog‘ kislotalaridir. Ulardan oleinat 30% gacha, palmitat 15% dan 50% gacha, stearat esa 25% gacha uchraydi. Hayvon yog‘larida ko‘proq to‘yingan yog‘ kislotalari uchraydi, ular qattiq yog‘lardir. O‘simlik yog‘larida esa to‘yinmagan yog‘ kislotalari ko‘proq uchraydi, ular suyuq yog‘lar yoki moylardir. Misollar bilan izohlansa, dumba va charvi yog‘lari tarkibida 25% gacha stearat kislotasi uchrasa, o‘simlik moylarida 90% gacha to‘yinmagan yog‘ kislotalari, ayniqsa, oleinat ko‘proq miqdorlarda uchraydi.
VITAMINLARBIOKIMYОSI: Vitaminlar oziq-ovqat tarkibida uchraydigan oziqa omillari jumlasiga kirib, organizmda sodir bo‘ladigan moddalar almashinuvining boshqarilishida ishtirok etish orqali biokimyoviy va fiziologik jarayonlarni me’yoriy chegarada kechishini ta’minlaydigan moddalardir. Bu moddalar organizm uchun juda ham oz miqdorda talab qilinishi bilan birga, organizmning ular bilan ta’minlanishiga bevosita bog‘liq bo‘lgan avitaminoz, gipovitaminoz va gipervitaminoz holatlari ham uchrab turadi. Hozirgi kunda bu guruhga mansub moddalarni o‘rganish bo‘yicha alohida vitaminologiya deb nomlangan fan shakllangan. Vitaminlar to‘g‘risidagi ta’limotning rivojlanishida N.I. Luninning (1880-y) xizmati katta. U kishi hayvon organizmi oziqa tarkibida oqsil, karbonsuv, yog‘, mineral moddalar va suvdan tashqari hozirgacha ma’lum bo‘lmagan, lekin ularning o‘rnini bosa olmaydigan qandaydir moddalar bo‘lishi zarurliginiisbotladi. Bu ilmiy xulosa F.Xopkins va K.Funk (1912-y)lar tomonidan keyinchalik yanada to‘liqroq isbotlandi. Ayniqsa, shu yili K.Funk guruch kepagi ekstraktidan «beri-beri»ning oldini oladigan kristall moddani ajratib oldi. Bu modda tarkibida amin guruh bo‘lganligi uchun uni vitamin- «hayot amini» (Vita-hayot) deb nom berdi. Agar, 1912 yili K.Funk vitamin atamasini fanga kiritib, avitaminoz kasalliklarning biokimyoviy sababini ko‘rsatgan bo‘lsa, keyinchalik vitaminlarni ajratib olish va hossalarini o‘rganish tartibi bo‘yicha lotin alfabitining bosh harflari bilan atashni taklif etildi va ularniA, B, C va h.k. deb nomlana boshlandi.1956 yilda Xalqaro nomenklatura qabul qilinib, unda fanda ma’lum bo‘lgan 20 dan ortiq vitaminlarni uch guruhga bo‘lib o‘rganish tavsiya qilingan: 1) suvda eriydigan vitaminlar, 2) yog‘ da eriydigan vitaminlar, 3) vitaminga o‘xshash birikmalar. Yog‘ da eriydigan vitaminlarga-A, D, E va K kabi vitaminlar qatori , Suvda eruvchi vitaminlarga- B1, B2, B6, B12, PP, B8, B3,.H, C, P, pantoten kislota, folat kislota va boshqalar, vitaminsimon moddalarga - xolin, lipoy kislota, pangam kislota, orot kislota, inozit, ubixinon, paraaminobenzoy kislota, karnitin, linol, linolen, araxidon kislotalar, vitamin U va boshqalar kiradi.
GORMONLAR BIOKIMYОSI: Gormonlar biologik faol moddalar bo‘lib, turli-tuman kimyoviy tuzilishga ega bo‘lgan moddalar hisoblanadi. Ular moddalarni almashinuvini u yoki bu jihatlariga ta’sir etish orqali tirik organizmlardagi o‘sish, rivojlanish va shunga o‘xshash barcha hayotiy jarayonlarni boshqarib turadi. Gormonlar axborotlarni hujayraga tashuvchi kimyoviy vositachi sifatidaagi vazifani ham bajaradi. Ular xilma xil biokimyoviy jarayonlar uchun zarur bo‘lgan ionlarning plazmatik membranalar orqali tashilishidan tortib, to genom transkripsiyasigacha bo‘ladigan jarayonlarga ta’sir ko‘rsata oladi. Fiziologik sharoitlarda gormonlar tez sintezlanib va parchalanib turadi. Ularning yashash davri bir soatdan oshmaydi va juda murakkab mexanizmlarga ega bo‘lib, qondagi konsentratsiyasi 10-8 M dan 10-12 M gacha bo‘lganda ham jarayonlarga o‘z ta’sirini ko‘rsata oladi. Gormonlar kimyoviy tabiatiga ko‘ra: peptid va oqsil tabiatli, aminokislotalarni hosilalari tabiatli, steroid gormonlar va gormonoid moddalarga bo‘linadi. Gormonoid moddalar ichki sekretsiya bezlarida ishlab chiqilmasdan ko‘pchilik organlar va to‘qimalarda hosil bo‘lib, haqiqiy gormonal ta’sirga ega emas.
FUNKSIONAL BIOKIMYO: Funksinal biokimyo - nisbatan yosh fan va u umumiy biokimyoning ancha murakkab tarmog‘ i bo‘lib, uning statistik va dinamik biokimyo tarmoqlari negizida hujayraning tuzilmasi va fizik-kimyoviy asosini tashkil qiladigan makromolekulalarning tuzilmaviy o‘zgarishlarini, ularning funksiyalari bilanbog‘liqligini biokimyoviy jihatlarini o‘rganish bilan shug‘ullanadi. Funksional biokimyo hujayra va ba’zi to‘qima va organlarning hayotiy faoliyatini tushinib olish imkonini yaratadi. Demak funksional biokimyo barcha to‘qimalarda kechadigan biokimyoviy jarayonlarni molekulyar darajada tushintirish bilan mashg‘ul bo‘luvchi fandir. Shunday qilib, funksional biokimyoning o‘rganish predmeti qonda, jigarda, buyraklarda, o‘pkada, mushaklarda, biriktiruvchi va suyak to‘qimalarida, nerv tizimida va boshqalarda kechadigan va harqanday tirik organizmning hayotiy faoliyatini ta’minlovchi biokimyoviy jarayonlarnining yig‘indisini tashkil qiladi. Maskur qo‘llanmada hayotiy jarayonlarni yuz berishimexanizmlarini tavsiflovchi asosiy biokimyoviy me’yoriy ko‘rsatkichlar moddalar va energiya almashinuvi bilan bog‘liqligini hamda bu ko‘rsatkichlarni tavsiflovchi ma’lumotlar qon va buyrak faoliyati orqali namoyon bo‘lishini e’tiborga olib ish yuritildi. Demak, quyida hayotiy jarayonlarning funksional biokimyoviy tahlil jihatlarini o‘rganish qon va siydikda o‘tkaziladigan tahlillar asosida amalga oshirilishi nazarda tutiladi.
20- mavzu. Qon biokimyosi: Qon organizmning asosiy ichki muhiti eritmasi hisoblanadi.Tashqi muhitdan kirib kelgan moddalar, hujayra, to‘qimaning almashinuv mahsulotlari doimo qonga o‘tib turadi.Qon qizil rangli,yopishqoq, kuchsiz ishqoriy(kattalarda pH i 7,36-7,4 , yangi tug‘ilgan chaqaloqlarda 7,2-7,3 ) geterogen suyuqlik. Qon plazmadan, shaklli elementladan, qon zardobidan tashkil topgan. Plazma birnecha daqiqada iviydi, ya’ni quyqa hosil bo‘ladi. Shu iviq qisqarish natijasida qon zardobi ajraladi. Qon zardobi plazmadan tarkibida fibrinogen oqsili yo‘qligi bilan farqlanadi. Qon moddalar almashinuvibilan bog‘liqholda muhim funksiyalarni bajaradi. Ular jumlasiga: - o‘pkadagi koslorodni to‘qimalarga, to‘qimalarda hosil bo‘lgan karbonat angidridni o‘pkaga tashish, ya’ni nafas olish va nafas chiqarish orqali to‘qimalarda oksidlanish-qaytarilish va energiya almashinuvini boshqaruv; -oshqozon-ichak tizimida hazm natijasida hosil bo‘lgan mahsulotlarni turli a’zolarga yetkazish orqali oziqlantirish; -to‘qimalarda hosil bo‘lgan zaharli moddalar, qon bilan jigarga keltirilib, unda zararsizlantirilgan birikmalarni buyrak orqali tashqariga chiqarilishini,ya’ni ularni ajratilishini ta’minlash; -leykotsitlar va antitanachalar yordamida, shuningdek suv-tuz, kislota-ishqor muvozanatlarini, haroratni bir me’yorda saqlash orqali organizmda himoya vazifasini bajarish kabilar kiradi. Qon bo‘yicha o‘tkaziladigan biokimyoviy tahlillar bo‘lajak biologlar uchun organizmning fiziologik holatini baholashda, tibbiy mutaxassislar uchun odamlarning, veterinariya va zoomuhandislik mutaxassislari uchun hayvonlarning fiziologik va patologik holatlarini baholashda amaliy ahamiyatga ega bo‘ladi. Bu tahlillar jumlasiga: qon zardobi oqsillari, azotli, azotsiz birikmalari, mineral moddalar miqdorlarini aniqlash, shaklli elementlarning miqdoriy ko‘rsatkichlari eritrotsitlarining cho‘kish tezligini aniqlash, qon zardobi tarkibidagi har xil fermentlarning faolliklarini aniqlash,qonning solishtirma og‘irligi, pH ko‘rsatkichi, osmotik bosimini aniqlash kabilar kiradi.Quyida bu biokimyoviy tahlil reaksiyalaridan ayrimlari keltiriladi. Darsning maqsadi. Qon biokimyosiga oid laboratoriya sharoitida o‘tkaziladigan biokimyoviy tajribalarni o‘tkazish ko‘nikmalarini egallash