Tirik organizmlarning kimyoviy tarkibi va uning doimiyligi

Mavzular

Biogen elementlar va guruhlari

Tirik organizmlarning asosiy xossalaridan biri kimyoviy tarkibining birligidir. O‘simliklar, hayvonlar, mikroorganizmlarning barcha hujayralari kimyoviy tarkibiga ko‘ra bir-biriga o‘xshaydi, bu esa organik olamning birligidan dalolat beradi. Barcha tirik organizmlar tarkibiga kiruvchi kimyoviy elementlar biogen elementlar deyiladi.

Tirik organizmlardagi miqdoriga ko‘ra hujayra tarkibiga elementlar makroelement va mikroelementlarga ajratiladi. Makroelementlarni 2 guruhga birlashtiriladi.

• Birinchi guruh: elementlarning 98% ini tashkil etuvchi C, O, H, N. Bu elementlar organik birikmalar, masalan, oqsillar, nuklein kislotalar, lipidlar, uglevodlarni hosil qiladi.
• Ikkinchi guruh: S, P, Ca, Na, K, Cl, Mg, Fe. Bu elementlar 1,9% ni tashkil etadi.

Miqdori 0,001% dan kam elementlar mikroelementlar deyiladi. Ular biologik faol moddalar – ferment, gormon va vitaminlar tarkibiga kiradi.

Makroelementlarning ahamiyati

Kimyoviy elementlarning biologik ahamiyati. Makroelementlar:

• Kislorod (O) – suv va organik birikmalar tarkibiga kiradi. Hujayrada nafas olish jarayonining aerob bosqichida ishtirok etadi.
• Uglerod (C) – barcha organik birikmalar tarkibiga kiradi.
• Vodorod (H) – suv va organik birikmalar tarkibiga kiradi. Energiyaning bir turdan boshqa turga o‘tishida ishtirok etadi.
• Azot (N) – aminokislotalar, oqsillar, nuklein kislotalar, ATF, xlorofill, vitaminlar tarkibiga kiradi.
• Fosfor (P) – nuklein kislotalar, ATF, fermentlar, suyak to‘qimasi tarkibiga kiradi.
• Kalsiy (Ca) – suyak to‘qimasi tarkibiga kiradi, qonning ivishi, muskullar qisqarishini ta’minlaydi.
• Magniy (Mg) – xlorofill molekulasi tarkibiga kiradi, energiya almashinuvi va DNK sintezini faollashtirishda koferment sifatida ishtirok etadi.

Qolgan makro va mikroelementlar

• Natriy (Na) – nerv impulslarini o‘tkazishda ishtirok etadi va hujayraning osmotik bosimini ta’minlaydi.
• Temir (Fe) – gemoglobin, mioglobin oqsillari tarkibida O2 transportini ta’minlaydi.
• Kaliy (K) – nerv impulslarining o‘tishi, o‘simliklarning rivojlanishini, yurak ishining me’yorida o‘tishi, qonning normal ivishini ta’minlovchi omil.
• Oltingugurt (S) – sistein, sistin, metionin aminokislotalari tarkibiga kiradi, oqsillarning uchlamchi strukturasida disulfid bog‘ hosil qiladi.
• Xlor (Cl) – oshqozon shirasi tarkibiga kiradi.

Mikroelementlar:

• Yod (I) – qalqonsimon bez gormonlari tarkibiga kiradi.
• Mis (Cu) – umurtqasiz hayvonlar qonidagi gemosianin tarkibida kislorod tashish funksiyasini bajaradi. Ayrim fermentlar tarkibiga kiradi.
• Kobalt (Co) – B12 vitamini tarkibiga kiradi.
• Ftor (F) – tish emali tarkibiga kiradi.
• Rux (Zn) – DNK-polimeraza va RNK-polimeraza fermentlari, insulin gormoni tarkibiga kiradi.

Mineral tuzlar va ionlar

Hujayra tarkibiga kiruvchi birikmalarni ikki guruhga: anorganik moddalar va organik moddalarga birlashtirish mumkin.

Hujayraning anorganik birikmalari. Hujayraning hayot faoliyatida mineral tuzlar ham muhim ahamiyatga ega. Mineral tuzlar hujayrada kationlar (K+, Na+, Ca2+, Mg2+), anionlar (Cl–, HCO3–, HPO4 2–, H2PO4–) yoki kristall holda uchraydi. Kation va anionlarning hujayra ichidagi va tashqi muhitidagi miqdori farq qiladi. Natijada hujayraning ichki va tashqi muhiti o‘rtasida potensiallar farqi yuzaga keladi. Bu farq nerv impulslarining o‘tkazilishi va muskul tolalarining qisqarishi kabi muhim jarayonlarni ta’minlaydi.

Ionlarning vazifasi va buferlik

Ionlar hujayrada muhim funksiyalarni bajaradi.

• K+, Na+, Ca2+ kationlari organizmlarning qo‘zg‘aluvchanlik xususiyatlarini ta’minlaydi;
• Mg2+, Mn2+, Zn2+, Ca2+ kationlari fermentlar faoliyati uchun zarur;
• fotosintez jarayonida uglevodlarning hosil bo‘lishi xlorofill tarkibiga kiruvchi Mg2+ ga bog‘liq;
• kuchsiz kislota anionlari hujayra ichki muhitining doimiyligini – buferlikni ta’minlaydi.

Hujayra ichki muhitining kuchsiz ishqoriy holatda doimiy saqlash xususiyati buferlik deyiladi. Hujayra ichida H2PO4– va HPO4 2– anionlari, hujayralararo suyuqlik va qon plazmasida HCO3– anioni buferlikni ta’minlovchi sistemalar hisoblanadi.

Suv va dipol tuzilishi

Suvning hujayradagi funksiyalari nihoyatda ko‘p. Ko‘p hujayrali organizmlar tana massasining 80% ini suv tashkil qiladi. Hujayradagi suvning miqdori shu hujayradagi moddalar almashinuvining intensivligiga bog‘liq bo‘ladi. Hujayrada hayotiy jarayonlarning suvli muhitda o‘tishga moslashganligi, dastlabki hayotning suvda paydo bo‘lganligini isbotlovchi dalil hisoblanadi.

Suvning biologik funksiyalari uning fizik-kimyoviy xususiyatlari bilan belgilanadi. Suv molekulasi kislorod atomi va u bilan kovalent bog‘lar orqali bog‘langan ikkita vodorod atomidan tashkil topgan. Suv molekulasining bir tomoni musbat, ikkinchi tomoni esa manfiy zaryadlangan bo‘lib, dipol – ikki qutbli molekula deyiladi (3-rasm). Bitta suv molekulasining manfiy zaryadlangan kislorod atomi bilan ikkinchi suv molekulasining musbat zaryadlangan vodorod atomi orasida vodorod bog‘ hosil bo‘ladi. Har bir suv molekulasi 4 ta qo‘shni suv molekulalari bilan vodorod bog‘ hosil qilib birikadi (4-rasm).

Suvning vazifalari, gidrofil va gidrofob

Suvning yuqorida keltirilgan xususiyatlari uning funksiyalarini belgilaydi. Suv ko‘pchilik tirik organizmlar uchun yashash muhiti hisoblanadi va organizmda oziq moddalarni, metabolizm mahsulotlarini tashiydi. Suvda erigan mineral moddalar o‘simliklarning o‘tkazuvchi to‘qimalari orqali barcha organlariga yetkaziladi.

Suv hujayrada muhim erituvchi hisoblanadi. Suv molekulalari qutbli bo‘lgani uchun unda qutbli moddalar yaxshi eriydi. Suvda yaxshi eriydigan moddalarni gidrofil moddalar deyiladi (5-rasm). Ularga osh tuzi, monosaxaridlar, disaxaridlar, oddiy spirtlar, aminokislotalar misol bo‘ladi. Suvda yomon eriydigan va umuman erimaydigan moddalarni gidrofob moddalar deyiladi. Ularga polisaxaridlar (kraxmal, glikogen, kletchatka), ATF, lipidlar, ba’zi oqsillar, nuklein kislotalar kiradi.

Bilimingizni sinang