Organizmdagi assimilyatsiya va dissimilyatsiya jarayonlari. Assimilyatsiya va dissimilyatsiya biologik tizimlarni o'z-o'zini yangilash uchun asos sifatida. Ta'rif, mohiyat, ma'no. Nafas olish jarayoni ikki qismdan iborat

Barcha biosintez reaktsiyalari energiyaning so'rilishini o'z ichiga oladi.

Biosintez reaktsiyalari to'plami plastik metabolizm yoki assimilyatsiya deb ataladi (lotincha "similis" - shunga o'xshash). Bu jarayonning ma'nosi shundan iboratki, hujayraga tashqi muhitdan kirib kelgan, hujayra moddasidan keskin farq qiluvchi oziq moddalar kimyoviy transformatsiyalar natijasida hujayra moddalariga aylanadi.

Bo'linish reaktsiyalari. Murakkab moddalar oddiyroqlarga, yuqori molekulyar moddalar esa past molekulyarlarga parchalanadi. Proteinlar aminokislotalarga, kraxmal glyukozaga parchalanadi. Bu moddalar undan ham pastroq molekulyar birikmalarga parchalanadi va oxir-oqibat juda oddiy, energiyaga ega bo'lmagan moddalar - CO2 va H2O hosil bo'ladi. Bo'linish reaktsiyalari ko'p hollarda energiyaning chiqishi bilan birga keladi. Bu reaksiyalarning biologik ahamiyati hujayrani energiya bilan ta'minlashdan iborat. Har qanday faoliyat shakli - harakat, sekretsiya, biosintez va boshqalar energiya sarfini talab qiladi.

Bo'linish reaktsiyalari to'plami hujayra energiya almashinuvi yoki dissimilyatsiya deb ataladi. Dissimilyatsiya assimilyatsiyaning to'liq teskarisi: bo'linish natijasida moddalar hujayra moddalariga o'xshashligini yo'qotadi.

Plastik va energiya almashinuvi (assimilyatsiya va dissimilyatsiya) bir-biri bilan chambarchas bog'liq. Bir tomondan, biosintez reaktsiyalari parchalanish reaktsiyalaridan olinadigan energiya sarfini talab qiladi. Boshqa tomondan, reaktsiyalarni amalga oshirish energiya almashinuvi Ushbu reaktsiyalarga xizmat qiluvchi fermentlarning doimiy biosintezi zarur, chunki ish paytida ular eskiradi va yo'q qilinadi.

Plastmassa va energiya almashinuvi jarayonini tashkil etuvchi murakkab reaktsiyalar sistemalari nafaqat bir-biri bilan, balki tashqi muhit bilan ham chambarchas bog'liq. Oziq-ovqat moddalari hujayraga tashqi muhitdan kiradi, ular plastik almashinuv reaktsiyalari uchun material bo'lib xizmat qiladi va bo'linish reaktsiyalarida hujayraning ishlashi uchun zarur bo'lgan energiyani chiqaradi. Hujayra tomonidan endi foydalana olmaydigan moddalar tashqi muhitga chiqariladi.

Hujayraning barcha fermentativ reaksiyalari yig'indisi, ya'ni bir-biri bilan va tashqi muhit bilan bog'liq bo'lgan plastik va energiya almashinuvi (assimilyatsiya va dissimilyatsiya) yig'indisi metabolizm va energiya deb ataladi.Bu jarayon hayotni saqlab turishning asosiy shartidir. hujayra, uning o'sishi, rivojlanishi va faoliyatining manbai.

19. Hujayradagi moddalar va energiya almashinuvi. Fotosintez, kimyosintez. Assimilyatsiya jarayoni (asosiy reaktsiyalar). Metabolizm assimilyatsiya va dissimilyatsiya birligidir. Dissimilyatsiya - ekzotermik jarayon, ya'ni. hujayra moddalarining parchalanishi tufayli energiyani chiqarish jarayoni. Dissimilyatsiya paytida hosil bo'lgan moddalar ham keyingi transformatsiyalarga uchraydi. Assimilyatsiya - hujayraga kiradigan moddalarning ma'lum bir hujayraga xos bo'lgan o'ziga xos moddalarga assimilyatsiya qilish jarayoni. Assimilyatsiya energiya talab qiladigan endotermik jarayondir. Energiya manbai dissimilyatsiya jarayonida parchalanishga uchragan ilgari sintez qilingan moddalardir. fotosintez quyosh nurini energiyaga aylantirish jarayonidir kimyoviy birikmalar. fotosintez dan organik moddalar (glyukoza va keyin kraxmal) hosil bo'lish jarayonidir noorganik moddalar, kislorodning chiqishi bilan yorug'likda xloroplastlarda. Fotosintez 2 bosqichda sodir bo'ladi: yorug'lik va soya. Yorug'lik fazasi yorug'likda sodir bo'ladi. Yorug'lik fazasida xlorofill yorug'lik kvantini yutib qo'zg'atadi. Yorug'lik bosqichida suvning fotolizi sodir bo'ladi, undan keyin atmosferaga kislorod chiqariladi. Bundan tashqari, fotosintezning yorug'lik bosqichida quyidagi jarayonlar sodir bo'ladi: vodorod protonlarining to'planishi, ADP dan ATP sintezi, maxsus NADP tashuvchisiga H+ qo'shilishi.

NUR REAKSIYASI NATIJASI:

ATP va NADP*H hosil bo'lishi, atmosferaga O2 chiqishi.

Qorong'i faza(CO2 fiksatsiya sikli, Kalvin sikli) xloroplast stromasida uchraydi. Qorong'i fazada quyidagi jarayonlar sodir bo'ladi

ATP va NADP*H yorug'lik reaktsiyasidan olinadi

Atmosferadan - CO2

1) CO2 fiksatsiyasi

2) glyukoza hosil bo'lishi

3) Kraxmal hosil bo'lishi

Yakuniy tenglama:

6CO2+6H2O—(xlorofill, nur)-C6H12O6+6O2

Xemosintez - energiya yordamida organik moddalarning sintezi kimyoviy reaksiyalar. Xemosintezni bakteriyalar amalga oshiradi.Fotosintezning asosiy reaksiyalari: 1) oltingugurtning oksidlanishi: 2H2S + O2 = 2H20 + 2S.

2S + O2 + 2H2O = 2H2SO4 2) azot oksidlanishi: 2NH3 + 3O2 = 2HNO2 + 2H2O 2HNO2 + O2 = HNO3 3) kislorod oksidlanishi 2H2 + O2 = 2H2O 4) temir oksidlanishi +O2) +OH3CO6 = H2O2) 4CO2

20. Hujayradagi moddalar almashinuvi. Dissimilyatsiya jarayoni. Energiya almashinuvining asosiy bosqichlari. Metabolizm assimilyatsiya va dissimilyatsiya birligidir. dissimilyatsiya qilingandan so'ng ular keyingi o'zgarishlarga ham uchraydi. Assimilyatsiya - hujayraga kiradigan moddalarning ma'lum bir hujayraga xos bo'lgan o'ziga xos moddalarga assimilyatsiya qilish jarayoni. Assimilyatsiya energiya talab qiladigan endotermik jarayondir. Energiya manbai dissimilyatsiya jarayonida parchalanishga uchragan ilgari sintez qilingan moddalardir. Dissimilyatsiya - ekzotermik jarayon, ya'ni. hujayra moddalarining parchalanishi tufayli energiyani chiqarish jarayoni. Hosil bo'lgan moddalar Hujayra bajaradigan barcha funktsiyalar energiyani talab qiladi, bu esa dissimilyatsiya jarayonida ajralib chiqadi. Dissimilyatsiyaning biologik ahamiyati nafaqat hujayra uchun zarur bo'lgan energiyaning ajralib chiqishi, balki ko'pincha organizmga zararli moddalarni yo'q qilish bilan bog'liq.Dissimilyatsiyaning butun jarayoni yoki energiya almashinuvi 3 bosqichdan iborat: tayyorgarlik, kislorod- erkin va kislorod. Tayyorgarlik bosqichida fermentlar ta'sirida polimerlar monomerlarga parchalanadi. Shunday qilib, oqsillar aminokislotalarga, polisaxaridlar monosaxaridlarga, yog'lar glitserin va yog' kislotalariga parchalanadi. Tayyorgarlik bosqichida ozgina energiya chiqariladi va odatda issiqlik shaklida tarqaladi. 2) Anoksik yoki anaerob bosqich. Keling, glyukoza misolini ko'rib chiqaylik. Anaerob bosqichda glyukoza sut kislotasiga parchalanadi: C6H12O6 + 2ADP + H3PO4 = 2C3H6O3 + 2H2O + 2ATP (sut kislotasi) 3) Kislorod bosqichi. Kislorod bosqichida moddalar CO2 va H2O ga oksidlanadi. Kislorod kirishi bilan pirouzum kislotasi mitoxondriyaga kirib, oksidlanishga uchraydi: C3H6O3+6O2-6CO2+6H2O+36ATP Umumiy tenglama: C6H12O6+6O2-6CO2+6H2O+38ATP

Dissimilyatsiya - kimyoviy reaktsiyalar majmuasi bo'lib, unda murakkab organik moddalar asta-sekin oddiyroqlarga bo'linadi. Bu jarayon energiyaning chiqishi bilan birga keladi, uning muhim qismi ATP sintezida ishlatiladi.

Biologiyada dissimilyatsiya

Dissimilyatsiya - assimilyatsiyaga qarama-qarshi jarayon. Parchalanishi kerak bo'lgan boshlang'ich moddalar nuklein kislotalar, oqsillar, yog'lar va uglevodlardir. Va yakuniy mahsulotlar suvdir, karbonat angidrid va ammiak. Hayvonlarning tanasida parchalanish mahsulotlari asta-sekin to'planishi bilan ajralib chiqadi. Va o'simliklarda karbonat angidrid qisman chiqariladi va ammiak chiqariladi to `liq assimilyatsiya jarayonida ishlatiladi, organik birikmalar biosintezi uchun boshlang'ich material bo'lib xizmat qiladi.

Dissimilyatsiya va assimilyatsiya o'rtasidagi munosabat tana to'qimalarining doimiy ravishda yangilanishiga imkon beradi. Masalan, 10 kun ichida inson qonidagi albumin hujayralarining yarmi yangilanadi va 4 oy ichida barcha qizil qon tanachalari degeneratsiyalanadi. Ikki qarama-qarshi metabolik jarayonning intensivligi nisbati ko'p omillarga bog'liq. Bu tananing rivojlanish bosqichi, yoshi va fiziologik holati. Organizmda o'sish va rivojlanish jarayonida assimilyatsiya ustunlik qiladi, natijada yangi hujayralar, to'qimalar va organlar hosil bo'ladi, ularning differentsiatsiyasi sodir bo'ladi, ya'ni tana vazni ortadi. Patologiyalar va ochlik paytida dissimilyatsiya jarayoni assimilyatsiyadan ustun turadi va tana vazni kamayadi.

Dissimilyatsiya sodir bo'ladigan sharoitga qarab barcha organizmlarni ikki guruhga bo'lish mumkin. Bular aeroblar va anaeroblardir. Birinchisi hayot uchun erkin kislorodni talab qiladi, ikkinchisi esa bunga muhtoj emas. Anaeroblarda dissimilyatsiya fermentatsiya yo'li bilan sodir bo'ladi, ya'ni organik moddalarning kislorodsiz fermentativ parchalanishi oddiyroqdir. Masalan, sut kislotasi yoki spirtli fermentatsiya.

Aeroblarda organik moddalarning parchalanishi uch bosqichda sodir bo'ladi. Shu bilan birga, ularning har birida bir nechta o'ziga xos fermentativ reaktsiyalar sodir bo'ladi.

Birinchi bosqich - tayyorgarlik. Ushbu bosqichda asosiy rol ko'p hujayrali organizmlarda oshqozon-ichak traktida joylashgan ovqat hazm qilish fermentlariga tegishli. Bir hujayrali organizmlarda - lizosoma fermentlari. Birinchi bosqichda oqsillar aminokislotalarga, yog‘lar glitserin va yog‘ kislotalariga, polisaxaridlar monosaxaridlarga, nuklein kislotalar nukleotidlarga parchalanadi.

Glikoliz

Dissimilyatsiyaning ikkinchi bosqichi glikolizdir. Bu kislorodsiz sodir bo'ladi. Glikolizning biologik mohiyati shundaki, u glyukozaning parchalanishi va oksidlanishining boshlanishini ifodalaydi, natijada 2 ATP molekulasi shaklida erkin energiya to'planadi. Bu bir nechta ketma-ket reaktsiyalar jarayonida sodir bo'ladi, ularning yakuniy natijasi ikkita piruvat molekulasi va bir glyukoza molekulasidan bir xil miqdordagi ATP hosil bo'ladi. Glikoliz natijasida ajralib chiqadigan energiyaning bir qismi adenozin-trifosfor kislotasi shaklida saqlanadi, qolgan qismi esa issiqlik shaklida tarqaladi. Glikolizning kimyoviy reaksiyasi: C6H12O6 + 2ADP + 2P → 2C3H4O3 + 2ATP.

O'simlik hujayralari va xamirturush hujayralarida kislorod etishmasligi sharoitida piruvirat ikki moddaga bo'linadi: etil spirti va karbonat angidrid. Bu spirtli fermentatsiya.

Glikoliz paytida chiqarilgan energiya miqdori kislorodni nafas oladigan organizmlar uchun etarli emas. Shuning uchun ham hayvonlar va odamlar organizmida og'ir jismoniy zo'riqish paytida sut kislotasi mushaklarda sintezlanib, energiyaning zahiraviy manbai bo'lib xizmat qiladi va laktat shaklida to'planadi. Xarakterli xususiyat Bu jarayon mushak og'rig'ining ko'rinishidir.

Dissimilyatsiya juda murakkab jarayon bo'lib, uchinchi kislorod bosqichi ham ikkita ketma-ket reaktsiyadan iborat. Bu haqida Krebs sikli va oksidlovchi fosforillanish haqida.

Kislorod bilan nafas olish jarayonida piruvirat CO2 va H2O bo'lgan yakuniy mahsulotlarga oksidlanadi. Bunday holda, energiya chiqariladi, 36 ATP molekulasi shaklida saqlanadi. Keyin bir xil energiya plastik hajmdagi organik moddalarning sintezini ta'minlaydi. Evolyutsion jihatdan bu bosqichning paydo bo'lishi atmosferada molekulyar kislorodning to'planishi va aerob organizmlarning paydo bo'lishi bilan bog'liq.

Oksidlanishli fosforlanish (hujayra nafas olish) joyi mitoxondriyaning ichki membranalari bo'lib, uning ichida elektronlarni molekulyar kislorodga o'tkazadigan tashuvchi molekulalar mavjud. Ushbu bosqichda hosil bo'lgan energiya qisman issiqlik shaklida tarqaladi, qolgan qismi ATP hosil bo'lishiga ketadi.

Biologiyada dissimilyatsiya energiya almashinuvi bo'lib, uning reaktsiyasi quyidagicha ko'rinadi: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38ATP.

Shunday qilib, dissimilyatsiya - bu hujayra tomonidan ilgari sintez qilingan organik moddalar va nafas olish jarayonida tashqi muhitdan kelgan erkin kislorod tufayli yuzaga keladigan reaktsiyalar to'plami.

Assimilyatsiya, anabolizm(lotincha Assimilo — oʻxshatish — oʻxshatish, qoʻshish, oʻzlashtirish) — biologiyada — atrof-muhitdan keladigan moddalarni organizmlar tomonidan qayta ishlash va ulardan foydalanish.

Assimilyatsiya va unga qarama-qarshi jarayon, u bilan uzviy bog'liq bo'lgan dissimilyatsiya yotadi. eng muhim mulk tirik materiya - metabolizm. Bu uzluksiz jarayonlarning tabiati organizmning hayotiyligi va rivojlanishini belgilaydi.

Assimilyatsiya orqali organizm o'z tanasini atrof-muhit hisobiga quradi; Agar assimilyatsiya dissimilyatsiyadan ustun bo'lsa, organizmning o'sishi mumkin.

mohiyati Assimilyatsiya, asosan, evolyutsiya jarayonida rivojlangan organizm hayoti uchun zarur bo'lgan barcha moddalarni ma'lum bir tarzda sintez qilishdan kelib chiqadi. Shunday qilib, avtotrof organizmlarda, assimilyatsiya paytida, murakkab organik birikmalar noorganiklardan sintezlanadi, masalan, fotosintez paytida yashil o'simliklar havo va suvdagi karbonat angidriddan uglevodlarni o'zlashtiradi. Faqat o'simlik va hayvonlardan olingan moddalar bilan oziqlanadigan geterotrof organizmlarda assimilyatsiya paytida sintez ularni parchalash va qayta ishlashdan oldin sodir bo'ladi.

Evolyutsiya jarayonida olingan organizmlarning xususiyatlari assimilyatsiya xarakterini belgilaydi, lekin assimilyatsiyadagi o'zgarishlar, o'z navbatida, organizmlarning tabiatiga ta'sir qiladi, ularning irsiyatini o'zgartiradi.

Yorug'lik kvantlari xlorofillga tegsa, xlorofill molekulalari qo'zg'aladi. Qo'zg'algan elektronlar ATP sintez qilish uchun elektron zanjir bo'ylab membranaga boradi. Shu bilan birga, suv molekulalari bo'linadi. H+ ionlari xlorofill elektronlari hisobiga qaytarilgan NADP (PS1) bilan birlashadi; Bu holda hosil bo'lgan energiya ATP sinteziga ketadi. O 2 ionlari xlorofillga (PS2) elektron beradi va erkin kislorodga aylanadi: H 2 O + NADP + hn → NADPH + H + + 1 / 2O 2 + 2ATP

Qorong'i faza Qorong'i faza - C ning fiksatsiyasi, C 6 H 12 O 6 sintezi. Energiya manbai ATP. Xromoplastlar stromasida (ATP, NADPH va H + donador tilakoidlardan va CO 2 havodan keladi) tsiklik reaktsiyalar sodir bo'ladi, natijada CO 2 fiksatsiyalanadi, H bilan qaytariladi (NADPH + H + hisobiga). ) va C 6 H 12 O6 sintezi:

CO 2 + NADPH + H + + 2ATP → 2ADP + C 6 H 12 O 6

Biologiyada dissimilyatsiya assimilyatsiyaning teskari jarayonini anglatadi. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, bu organizmdagi metabolizm bosqichi bo'lib, unda murakkab organik birikmalar oddiyroqlarini hosil qilish uchun yo'q qilinadi. Bir nechta bor turli xil ta'riflar dissimilyatsiya tushunchalari. Vikipediya bu atamani o'ziga xoslikni yo'qotish sifatida izohlaydi murakkab moddalar va murakkab organik birikmalarni oddiyroqlarga yo'q qilish. Ushbu tushunchaning sinonimi katabolizmdir.

Tirik hujayraning metabolizmida markaziy o'rinni egallaydi murakkab reaktsiyalar dissimilyatsiya - nafas olish, fermentatsiya, glikoliz. Ushbu biologik jarayonlarning natijasi energiyaning chiqarilishi bo'lib, u tarkibida mavjud murakkab molekulalar Oh. Bu energiya qisman adenozin trifosfor kislotasi (ATP) energiyasiga aylanadi. Barcha tirik hujayralardagi dissimilyatsiyaning yakuniy mahsuloti karbonat angidrid, ammiak va suvdir. O'simlik hujayralari assimilyatsiya qilish uchun bu moddalardan qisman foydalanishga muvaffaq bo'ldi. Hayvon organizmlari bu parchalanish mahsulotlarini chiqaradi.

Kislorod molekulalarining katabolik reaktsiyalarda ishtirok etish xususiyatiga ko'ra, barcha organizmlar odatda aerob, ya'ni kislorod ishtirokida yuzaga keladigan va anaerob (kislorodsiz) bo'linadi.

Anaerob organizmlar energiya almashinuvi jarayonlarini fermentatsiya, aerob organizmlar esa nafas olish orqali amalga oshiradi.

Fermentatsiya - bu parchalanish reaktsiyalari to'plami organik molekulalar energiya ajralib chiqadigan va ATP molekulalari sintezlanadigan oddiyroq birikmalarga. Energiya olishning boshqa usullari orasida fermentatsiya eng samarasiz hisoblanadi: sut kislotasi fermentatsiyasi paytida 1 mol glyukozadan 2 mol ATP olinadi.

Tabiatda fermentatsiyaning eng keng tarqalgan ikkita turi:

  1. Sut kislotasi - sut kislotasi hosil bo'lishi bilan glyukozaning anaerob parchalanish jarayonini o'z ichiga oladi. Ushbu turdagi fermentatsiya sut kislotasi bakteriyalariga xos bo'lib, ular sutning qaynashi uchun javobgardir. Kengroq ma'noda sut kislotasi fermentatsiyasi jarayoni aerob organizmlarning, shu jumladan odamlarning aksariyatida nafas olish jarayonining bosqichlaridan biridir;
  2. Alkogolli fermentatsiya glyukozaning anaerob parchalanishi jarayoni bo'lib, karbonat angidrid va karbonat angidrid hosil bo'lishi bilan birga keladi. etil spirti. Ushbu reaksiya jarayonida ma'lum miqdorda energiya ajralib chiqadi, bu ATP molekulasining sinteziga sarflanadi. Spirtli fermentatsiya anaerob sharoitda mevalar va o'simlikning boshqa qismlari uchun eng xosdir.

Ochilgan masala kontekstida nafas olish odatdagi gaz almashinuvi jarayoniga qaraganda kengroq ma'noga ega. Bunday holda, nafas olish kislorod molekulalarini o'z ichiga olgan muhitda yuzaga keladigan dissimilyatsiya turi sifatida tushunilishi kerak.

Nafas olish jarayoni ikki qismdan iborat:

  1. Ko'p hujayrali organizmlarning nafas olish tizimida va to'qimalarda gaz almashinuvi jarayoni;
  2. Organik birikmalar sodir bo'ladigan biokimyoviy oksidlanish reaktsiyalarining ketma-ketligi. Bunday jarayonlar natijasida suv, ammiak va karbonat angidrid hosil bo'ladi. Boshqa oddiy birikmalar hosil bo'lishi mumkin - vodorod sulfidi, noorganik fosfor birikmalari va boshqalar.

Aksariyat odamlar uchun nafas olish jarayonini gaz almashinuvi sifatida torroq talqin qilish odatiy holdir.

Tirik hujayralardagi dissimilyatsiya jarayoni bir necha bosqichlardan iborat. Shuni ta'kidlash kerakki, in turli organizmlar bu bosqichlar turli yo'llar bilan sodir bo'lishi mumkin.

Aerob organizmlarda katabolizm jarayoni uchta asosiy bosqichni o'z ichiga oladi. Har bir bosqich maxsus fermentativ tizimlar ishtirokida sodir bo'ladi.

  1. Dastlabki yoki tayyorgarlik bosqichi. Ko'p hujayrali organizmlarda ovqat hazm qilish traktining bo'shlig'ida paydo bo'ladi. Ovqat hazm qilish fermentlari jarayonda bevosita ishtirok etadi. Bir hujayrali organizmlarda bu bosqich lizosomal fermentlar ishtirokida sodir bo'ladi. Tayyorgarlik bosqichida oqsillar aminokislotalarga bo'linadi. Yog'lar yog' kislotalari va glitseringa bo'linadi. Bu bosqichda polisaxaridlar monosaxaridlarga, nuklein kislotalar esa nukleotidlarga parchalanadi. Biologiyada bunday jarayon odatda ovqat hazm qilish deb ataladi;
  2. Katabolizmning ikkinchi bosqichi glikoliz yoki kislorodsizdir. Bu bosqich glyukoza molekulalarining parchalanishi va energiyaning adenozin trifosfor kislotasi molekulalari shaklida to'planishining boshlang'ich bosqichidir. Glikoliz hujayra sitoplazmasida sodir bo'ladi. Bu vaqtda kimyoviy reaksiyalar ketma-ketligi kuzatiladi: bir molekula glyukoza ikki molekula piruvik kislota (yoki piruvat) va ikkita ATP molekulasiga aylanadi. Chiqarilgan energiyaning bir qismi ATP shaklida saqlanadi, qolgan qismi issiqlik shaklida tarqaladi. O'simlik va xamirturush hujayralarida kislorod etishmasligi sharoitida piruvat molekulalari karbonat angidrid va etanolga (spirtli fermentatsiya) bo'linadi;
  3. Katabolizmning kislorod bosqichi, o'z navbatida, ikkita ketma-ket bosqichdan iborat - Krebs tsikli va oksidlovchi fosforlanish. Keling, dissimilyatsiyaning qaysi bosqichi kislorod deb ataladiganligini ko'rib chiqaylik. Bu erda piruvatning eng oddiyga yakuniy parchalanishi sodir bo'ladi komponentlar- suv va karbonat angidrid. Piruvatning oksidlanishida faqat 36 ta ATP molekulasi hosil bo'ladi. Ulardan 34 ta molekula Krebs siklining reaksiyalar zanjiri natijasida, qolgan 2 tasi oksidlovchi fosforlanish natijasida hosil boʻladi. Evolyutsion tarzda, kislorod bosqichi keyin paydo bo'ldi yer atmosferasi etarli miqdordagi kislorod molekulalari to'planib, aerob turdagi metabolizmga ega bo'lgan organizmlar paydo bo'ldi.

Dissimilyatsiya reaktsiyalari natijasida energiya olinadi, bu keyinchalik tana tomonidan plastik almashinuv uchun ishlatiladi.

Ichki mitoxondriyal membranalarda oksidlovchi fosforlanish jarayonlari sodir bo'ladi. Ushbu membranalar o'rnatilgan tashuvchi molekulalarga ega. Ularning vazifasi elektronlarni kislorod atomlariga etkazishdir. Ushbu reaksiya paytida energiyaning bir qismi issiqlik sifatida tarqaladi.

Glikoliz reaktsiyalari natijasida oz miqdorda energiya ishlab chiqariladi, bu aerob turdagi metabolizmga ega bo'lgan organizmlarning hayotiy faoliyatini amalga oshirish uchun etarli emas. Kislorod yetishmasa, mushak hujayralarida sut kislotasi hosil bo'lishining sababi shu. Ushbu modda laktat shaklida to'planadi va mushaklarning og'rig'iga sabab bo'ladi.

Biologiyada assimilyatsiya - bu tirik organizmning ovqat hazm qilish tizimida muhim rol o'ynaydigan jarayon. Bu nima? Aytaylik, siz energiya olish uchun bugun ovqat yedingiz. Ammo ovqatning plastinkadan hujayralarga qanday o'tishi haqida hech o'ylab ko'rganmisiz? Biror narsani iste'mol qilganingizdan so'ng, tanangiz ovqat hazm qilish jarayonida ovqatni parchalashni boshlaydi, ozuqa moddalarini o'zlashtiradi va assimilyatsiya paytida ularni hujayralarga tarqatadi, ular o'sish va tiklanish uchun ishlatiladi.

Ovqatdan keyin nima bo'ladi?

Biologiyada hazm qilish va assimilyatsiya qilish nima ekanligini tushunish uchun, avvalo, biz oddiy ovqatni qanday hazm qilishimizni ko'rib chiqaylik. Chizburger kabi misol keltiraylik. Chaynash ovqatni ho'llaydi, maydalaydi va bolusga aylantiradi, so'ngra u qizilo'ngach orqali oshqozonga o'tadi, u erda kuchli kislotalar va fermentlar uni qismlarga ajratadi.

Uglevodlar va oqsillar (bulka va go'sht) birinchi navbatda hazm bo'la boshlaydi. Keyinchalik, ingichka ichakda yog'lar (pishloq) yog 'kislotalari deb ataladigan alohida tarkibiy qismlarga ajrala boshlaydi. Yoniq bu daqiqa Cheeseburger hazm qilish tugallandi. Endi tanangizga kiradigan ozuqa moddalarini o'zlashtirish vaqti keldi.

Oziq moddalarning so'rilishi

Oziq moddalarning so'rilishi mikrovilli deb ataladigan kichik proektsiyalar bilan jihozlangan ingichka ichakda sodir bo'ladi. Bu muhim hujayralar ichaklardan ozuqa moddalarini olib, ularni tanaga olib boradigan qonga pompalaydi. Bu jarayonni tushunish uchun keling, uglevodlar qanday hazm bo‘lishini aniq ko‘rib chiqamiz.

Gamburger bulochkasidagi uglevodlar ingichka ichakka yetib borguncha, ular glyukoza deb nomlanuvchi shakarga parchalanadi. Mikrovillida kichik nasoslar mavjud bo'lib, ular uni ichak lümenidan so'rib, epiteliya hujayralariga o'tkazadi. Biroq, shakar tananing qolgan qismiga etib borishi uchun u qon oqimiga kirishi kerak. Ichak epiteliya hujayralarining boshqa tomonida glyukozani ichaklarni o'rab turgan qon tomirlariga yuboradigan boshqa nasos mavjud.

Qonda juda ko'p glyukoza jiddiy muammolarni keltirib chiqarishi mumkin, shuning uchun uning bir qismi saqlash uchun jigarga yuboriladi. Bu hayotning hujayralari muhim tana ortiqcha shakarni glikogen shaklida saqlang. U yerdan glyukoza tanadagi barcha hujayralarga yetkaziladi, ular undan hujayralar va umuman tananing barcha ehtiyojlarini qondirish uchun zarur bo'lgan hujayra energiyasini yoki ATPni yaratish uchun foydalanadilar. Oziq moddalar tanangiz sog'lom bo'lishi uchun kerak bo'lgan yagona narsa emas. Etarlicha suv ichish juda muhimdir.

Biologiyada assimilyatsiya nima?

Biologik assimilyatsiya - bu oziq moddalar hujayralarga etkazib beriladigan ikkita jarayonning kombinatsiyasi. Birinchisi, vitaminlar, minerallar va boshqa moddalarning so'rilishini o'z ichiga oladi kimyoviy moddalar ovqatdan. Inson tanasida bu jismoniy (og'iz orqali chaynash va oshqozon chayqalishi) va kimyoviy parchalanish (fermentlar va kislotalar) orqali amalga oshiriladi. Bioassimilyatsiya deb ataladigan ikkinchi jarayon kimyoviy o'zgarish qon, jigar yoki hujayrali sekretsiyadagi moddalar.

Biologiyada assimilyatsiya va dissimilyatsiya

Biologiyada dissimilyatsiya - bu organik birikmalarning (oqsillar, yog'lar, uglevodlar va boshqalar) parchalanish jarayoni. oddiy moddalar. Assimilyatsiya va dissimilyatsiyaning birligi hayotning asosi bo'lgan materiya va energiya almashinuvini ta'minlaydi va organizmning butun hayoti davomida organik moddalarning yangilanishining uzluksizligini ta'minlaydi.

O'simlik va hayvon organizmlarida dissimilyatsiya

O'simliklardagi dissimilyatsiya nafas olish va glikoliz kabi bir qator jarayonlarning metabolizmida markaziy hisoblanadi. Energiyaning chiqishi va bu jarayonlarning natijasi hayotiy belgilarning mavjudligi uchun zarurdir. Dissimilyatsiyaning yakuniy mahsulotlari orasida etakchi o'rinlarni suv, gazsimon karbonat angidrid va ammiak egallaydi.

Agar hayvonlarda bu mahsulotlar to'planish jarayonida tashqaridan ajralib chiqsa, u holda o'simliklarda karbonat angidrid (to'liq emas) va ammiak organik moddalarning biosintezi uchun ishlatiladi va assimilyatsiya uchun boshlang'ich material hisoblanadi. O'simliklardagi dissimilyatsiya jarayonlarining intensivligi organizmning ontogenez bosqichiga qarab o'zgaradi va ba'zi boshqa omillarga bog'liq.

Biologik assimilyatsiyaga misollar

Sayyoradagi barcha hayot uchun asosiy energiya manbai quyosh radiatsiyasidir. Er yuzida yashovchi barcha organizmlarni avtotrof va geterotroflarga bo'lish mumkin. Birinchi guruh asosan yashil o'simliklar bo'lib, ular quyoshdan nurlanish energiyasini aylantirishga va fotosintez orqali noorganik moddalardan organik birikmalar hosil qilishga qodir.

Kimyoviy reaktsiyalar orqali energiya olishga qodir bo'lgan ba'zi mikroorganizmlarni hisobga olmaganda, boshqa tirik organizmlar allaqachon hosil bo'lgan organik moddalarni o'zlashtiradi va undan energiya manbai yoki organlarni yaratish uchun strukturaviy material sifatida foydalanadi. Biologiyada eng faol va shiddatli assimilyatsiya sodir bo'ladigan vaqt hayvonlarda yoshlik va o'simliklarda vegetatsiya davri hisoblanadi.

Metabolizm: ikki jarayonning birligi

Metabolizm ikki jarayonning birligi: assimilyatsiya va dissimilyatsiya. Assimilyatsiya - bu tirik materiyani yaratishdagi barcha jarayonlarning yig'indisi: atrof-muhitdan tanaga kiradigan moddalarning hujayra tomonidan so'rilishi, oddiylaridan murakkabroq kimyoviy birikmalar hosil bo'lishi va hokazo. Biologiyada assimilyatsiya - bu turli materiallardan foydalanadigan hujayralar bo'lish jarayoni tirik materiya. Dissimilyatsiya - tirik materiyaning yo'q qilinishi, parchalanishi, hujayra tuzilmalarida, xususan, oqsil birikmalarida moddalarning parchalanishi. Assimilyatsiya (tabiatdagi misollar - fotosintez, tuproqdan azot fiksatsiyasi, ovqat hazm qilish jarayonida ozuqa moddalarining so'rilishi) va dissimilyatsiya bir-biri bilan chambarchas bog'liq. Assimilyatsiya halokat jarayonlarining kuchayishi bilan birga keladi, bu esa, o'z navbatida, assimilyatsiya uchun zamin tayyorlaydi.

Mavzu: Assimilyatsiya va dissimilyatsiya. Metabolizm. Darsning maqsadi: Talabalarni “organizmdagi moddalar almashinuvi”, assimilyatsiya, dissimilyatsiya, metabolizm tushunchalari bilan tanishtirish. Darsning maqsadi: Ta’limiy: metabolizm (moddalar almashinuvi) tirik organizmlar xossasi sifatidagi bilimlarni konkretlashtirish, almashinuvning ikki tomoni bilan tanishtirish, metabolizmning umumiy qonuniyatlarini aniqlash; tirik mavjudotlarni tashkil qilishning turli darajalarida plastik va energiya almashinuvi o'rtasidagi aloqani va ularning aloqasini o'rnatish muhit. Rivojlantiruvchi: o'rganilayotgan materialda jarayonning mohiyatini ajratib ko'rsatish qobiliyatini rivojlantirish; umumlashtirish va solishtirish, xulosalar chiqarish; matn, diagrammalar va boshqa manbalar bilan ishlash; amalga oshirish ijodiy salohiyat talabalar, mustaqillikni rivojlantirish. Tarbiyaviy: olingan bilimlardan foydalanib, fotosintezdan amaliy foydalanish istiqbollarini tushunish; metabolizmning salomatlikni saqlash va mustahkamlashga ta'sirini tushunish. Uskunalar: kompyuter, proyektor, taqdimot. Dars turi: yangi materialni o'rganish. Talabalar ishining shakllari: mustaqil ish darslik bilan, individual ish kengashda, oldingi ish.

Yuklab oling:


Ko‘rib chiqish:

DARS REJASI

Mavzu: Assimilyatsiya va dissimilyatsiya. Metabolizm.

Darsning maqsadi:

Talabalarni “organizmdagi metabolizm”, assimilyatsiya, dissimilyatsiya, moddalar almashinuvi tushunchalari bilan tanishtirish.

Dars maqsadlari:

Tarbiyaviy: metabolizm (moddalar almashinuvi) tirik organizmlar xossasi sifatidagi bilimlarni konkretlashtirish, metabolizmning ikki tomoni bilan tanishtirish, metabolizmning umumiy qonuniyatlarini aniqlash; tirik mavjudotlarni tashkil etishning turli darajalarida plastik va energiya almashinuvi va ularning atrof-muhit bilan aloqasi o'rtasidagi aloqani o'rnatish.

Rivojlantiruvchi: o'rganilayotgan materialda jarayonning mohiyatini ajratib ko'rsatish qobiliyatini rivojlantirish; umumlashtirish va solishtirish, xulosalar chiqarish; matn, diagrammalar va boshqa manbalar bilan ishlash;

o'quvchilarning ijodiy salohiyatini ro'yobga chiqarish, mustaqillikni rivojlantirish.

Tarbiyaviy: olingan bilimlardan foydalanib, fotosintezdan amaliy foydalanish istiqbollarini tushunish; metabolizmning salomatlikni saqlash va mustahkamlashga ta'sirini tushunish.

Uskunalar: kompyuter, proyektor, taqdimot.

Dars turi: yangi materialni o'rganish.

Talabalar ishining shakllari:darslik bilan mustaqil ishlash, doskada individual ishlash, frontal ish.

Darslar davomida

  1. Tashkiliy vaqt.

II. Materialni takrorlash

  1. "Eukaryotik va prokaryotik hujayralar tuzilishini taqqoslash" jadvalini to'g'ri to'ldirishni tekshirish. (Talabaning doskada javobi.)
  2. Quyidagi masalalar bo'yicha frontal suhbat:
  1. Prokariotlarda spora qanday rol o'ynaydi? U eukaryotik sporlardan qanday farq qiladi?
  2. Eukariotlar va prokariotlarning tuzilishi va hayotiy jarayonlarini taqqoslab, qaysi hujayralar tarixiy jihatdan qadimiyroq va qaysi biri yoshroq ekanligini taxmin qilish imkonini beruvchi xususiyatlarni ajratib ko'rsatish.
  3. Fermentlar nima? Ularning tanadagi roli qanday?
  4. Metabolizm nima? Organizmdagi moddalar almashinuviga misollar keltiring.

III. Yangi materialni o'rganish.

Topshiriq: ikkita ta'rifni solishtiring, ular turli yoki o'xshashligini toping. Buni qanday tushuntira olasiz?

Metabolizm o'zaro bog'liq bo'lgan ikkita jarayondan iborat - anabolizm va katabolizm.

1. Assimilyatsiya jarayonida murakkab molekulalar oddiy prekursor molekulalaridan yoki tashqi muhitdan olingan moddalar molekulalaridan biosintezlanadi.

2. Eng muhim assimilyatsiya jarayonlari oqsillar va nuklein kislotalarning sintezi (barcha organizmlar uchun umumiy) va uglevodlar sintezi (faqat o'simliklarda, ba'zi bakteriyalar va siyanobakteriyalarda).

3. Murakkab molekulalarning hosil bo'lishi jarayonida assimilyatsiya jarayonida energiya, asosan, shaklda to'planadi. kimyoviy bog'lanishlar.

1. Organik birikmalar molekulalaridagi kimyoviy bog`lar uzilganda energiya ajralib chiqadi va ATP shaklida saqlanadi.

2. ATP sintezi eukariotlarda u mitoxondriya va xloroplastlarda, prokariotlarda esa sitoplazmada, membrana tuzilmalarida uchraydi.

3. Dissimilyatsiya hujayradagi barcha biokimyoviy jarayonlarni energiya bilan ta'minlaydi.

Barcha tirik hujayralar ular ichida turli xil biologik va kimyoviy reaktsiyalarni amalga oshirish uchun doimo energiyaga muhtoj. Ba'zi organizmlar bu reaktsiyalar uchun quyosh nuri energiyasidan (fotosintez paytida), boshqalari esa oziq-ovqat bilan ta'minlangan organik moddalarning kimyoviy bog'lanish energiyasidan foydalanadilar. Energiya hujayradagi oziq-ovqat moddalaridan ularning parchalanishi va nafas olish paytida etkazib beriladigan kislorod bilan oksidlanishi orqali olinadi. Shuning uchun bu jarayon deyiladibiologik oksidlanish, yoki hujayrali nafas olish.

Kislorod ishtirokidagi biologik oksidlanish deyiladi aerobik , kislorodsiz - anaerob . Biologik oksidlanish jarayoni ko'p bosqichli jarayonda sodir bo'ladi. Shu bilan birga, energiya hujayrada ATP molekulalari va boshqa organik birikmalar shaklida to'planadi.

IV. O'rganilgan materialni birlashtirish.

  1. Assimilyatsiya nima? Hujayradagi sintez reaksiyalariga misollar keltiring.
  2. Dissimilyatsiya nima? Hujayradagi yemirilish reaksiyalariga misollar keltiring.
  3. Assimilyatsiya va dissimilyatsiya bitta metabolizm va energiya - metabolizmning ikki tomoni ekanligini isbotlang.

Mashq qilish. Organizm hujayralarida sodir bo'ladigan jarayonlar va ularning assimilyatsiya yoki dissimilyatsiyaga tegishliligi o'rtasidagi muvofiqlikni o'rnating:

Hujayralarda sodir bo'ladigan jarayonlar

Moddalar almashinuvi

1. Suvning bug'lanishi

Assimilyatsiya- bu hujayralarda va shuning uchun butun organizmda sodir bo'ladigan barcha murakkab ijodiy jarayonlarning yig'indisidir. Assimilyatsiya paytida energiya to'planadi.
Dissimilyatsiya energiya chiqaradigan oksidlanish jarayonlari to'plamidir. Aynan shu energiya kelajakda tananing barcha hayotiy funktsiyalarini bajarish uchun ishlatiladi.

Shunday qilib, bu ikki qarama-qarshi jarayon bir-biri bilan shunchalik bog'liqki, ulardan birining to'xtatilishi barcha metabolizmni va shuning uchun hayotni to'xtatishga olib keladi.

Bunday kuchli aloqa va o'zaro bog'liqlikka qaramasdan, assimilyatsiya va dissimilyatsiya jarayonlari har doim ham o'zaro muvozanatli emas. Bu erda yosh muhim ahamiyatga ega.

Inson tanasi qanchalik yosh bo'lsa, unda assimilyatsiya jarayonlari shunchalik kuchli bo'ladi. Keksa odamlarda, aksincha, assimilyatsiyadan ko'ra dissimilyatsiya ustunlik qiladi. Yangi tug'ilgan chaqaloqlarda va o'smirlarda balog'at yoshida ayniqsa intensiv metabolizm kuzatiladi.

Barcha tirik organizmlar atrof-muhit bilan metabolizmga qodir, undan ovqatlanish uchun zarur bo'lgan elementlarni o'zlashtiradi va chiqindilarni chiqaradi. Organik moddalarning aylanishida sintez va parchalanish jarayonlari eng muhim bo'ldi.

Assimilyatsiya yoki plastik almashinuv - bu ATP energiyasini sarflashni o'z ichiga olgan sintez reaktsiyalari to'plami. Assimilyatsiya jarayonida ular sintezlanadi organik moddalar, hujayra uchun zarur. organizmning o'sishi, rivojlanishi, yangilanishi va energiya manbai sifatida foydalaniladigan zahiralarning to'planishini ta'minlaydi. Organizmlar termodinamika nuqtai nazaridan ochiq tizimlar, ya'ni ular faqat tashqaridan doimiy energiya oqimi bilan mavjud bo'lishi mumkin. Assimilyatsiya dissimilyatsiya (emirilish) jarayonlarining yig'indisi bilan muvozanatlanadi. Bunday reaksiyalarga fotosintez, oqsil biosintezi va DNK replikatsiyasi misol bo'la oladi.

Aminokislotalar -> Proteinlar

Glyukoza -> Polisaxaridlar

Glitserin + Yog 'kislotasi-> Yog'lar

Nukleotidlar -> Nuklein kislotalar

Metabolizmning ikkinchi tomoni dissimilyatsiya jarayonlari bo'lib, buning natijasida murakkab organik birikmalar oddiy birikmalarga parchalanadi, shu bilan birga ularning tana moddalari bilan o'xshashligi yo'qoladi va biosintez reaktsiyalari uchun zarur bo'lgan ATP shaklida saqlanadigan energiya chiqariladi. Shuning uchun dissimilyatsiya energiya almashinuvi deb ham ataladi. Energiya almashinuvining eng muhim jarayonlari nafas olish va fermentatsiyadir.

Proteinlar -> Aminokislotalar

Polisaxaridlar -> Glyukoza

Yog'lar -> Glitserin + Yog 'kislotalari

Nuklein kislotalar -> Nukleotidlar

Metabolizm barqarorlikni ta'minlaydi kimyoviy tarkibi va tananing barcha qismlarining tuzilishi va natijada doimiy o'zgaruvchan atrof-muhit sharoitida ishlashning doimiyligi.

Dezoksiribonuklein kislota, uning tuzilishi va xossalari. DNK monomerlari. Nukleotidlarni birlashtirish usullari. Nukleotidlarning komplementarligi. Antiparallel polinukleotid zanjirlari. Replikatsiya va reparatsiya.

DNK molekulasining tuzilishi 1953 yilda Uotson, Krik va Uilkinslar tomonidan deşifrlangan. Bular ikkita spiral tarzda o'ralgan antiparallel (bir zanjirning uchi qarama-qarshi tomonida 5) polinukleotid zanjirlardir. DNK monomerlari nukleotidlardir, ularning har biriga quyidagilar kiradi: 1) dezoksiriboza; 2) fosfor kislotasi qoldig'i; 3) to'rtta azotli asoslardan biri (adenin, timin, guanin, sitozin). Prokaryotik organizmlar hujayralarida (bakteriyalar va arxeyalar) dumaloq yoki chiziqli DNK molekulasi, nukleoid, ichkaridan hujayra membranasiga biriktirilgan. DNK - bu takrorlanuvchi bloklar - nukleotidlardan tashkil topgan uzun polimer molekulasi. Nukleotidlar bir qoldiqning dezoksiribozasi va boshqa nukleotidning fosfor kislotasi qoldig'i o'rtasidagi fosfor-diester bog'lari tufayli zanjirga bog'langan. Azotli asoslar dezoksiribozaga birikadi va yon radikallar hosil qiladi. DNK zanjirlarining azotli asoslari o'rtasida o'rnatiladi vodorod aloqalari(A va T orasida 2, G va C orasida 3). Juftlangan DNK zanjirlarida nukleotidlarning bir-biriga qattiq mos kelishi deyiladi bir-birini to'ldirish.


DNK TA'MORI hujayradagi normal DNK biosintezi jarayonida yoki fizik yoki kimyoviy vositalar ta'sirida shikastlangan DNK molekulalarining kimyoviy shikastlanishi va sinishlarini tiklash qobiliyatidan iborat bo'lgan hujayralarning maxsus funktsiyasi. U hujayraning maxsus ferment tizimlari tomonidan amalga oshiriladi. Bir qator irsiy kasalliklar (masalan, xeroderma pigmentosum) tuzatish tizimlarining buzilishi bilan bog'liq. Har bir ta'mirlash tizimi quyidagi komponentlarni o'z ichiga oladi:

DNK helikazasi- zanjirning kimyoviy jihatdan o'zgargan joylarini "tanib oladigan" va zararga yaqin zanjirni buzadigan ferment; zararlangan joyni olib tashlaydigan ferment;

DNK polimeraza- o'chirilganini almashtirish uchun DNK zanjirining tegishli qismini sintez qiladigan ferment;

DNK ligaza polimer zanjiridagi oxirgi aloqani yopuvchi va shu bilan uning uzluksizligini tiklaydigan fermentdir.

DNK molekulalarining replikatsiyasi interfazaning sintetik davrida sodir bo'ladi. "Ona" molekulasining ikkita zanjirining har biri "qizi" uchun shablon bo'lib xizmat qiladi. Replikatsiyadan so'ng, yangi sintez qilingan DNK molekulasida bitta "ona" zanjiri mavjud, ikkinchisi esa yangi sintez qilingan "qizi" zanjiri (yarim konservativ usul). Yangi DNK molekulasining shablonli sintezi uchun eski molekulaning despiratsiyasi va cho'zilishi kerak. Replikatsiya DNK molekulasining bir necha joylaridan boshlanadi. DNK molekulasining bir replikatsiyaning boshlanish nuqtasidan ikkinchisining boshlanish nuqtasigacha bo'lgan qismi deyiladi replikon . Prokaryotik hujayrada bitta replikon bo'lsa, eukaryotik hujayrada ko'p replikon mavjud. Replikatsiyaning boshlanishi primerlar (primerlar) tomonidan faollashtiriladi, 100-200 juft nukleotidlardan iborat. DNK fermenti -helikaz ona spiralni bo'shatadi va ajratadi DNK 2 zanjirga bo'linadi, ularda ishtirok etish bilan to'ldiruvchilik printsipiga ko'ra DNK polimeraza fermenti "qizi" DNK zanjirlarini yig'adi. Ferment DNK topoizomerazasining burilishlari"qizi" DNK molekulalari. Har bir replikonda DNK polimeraza "ona" zanjiri bo'ylab faqat bitta yo'nalishda harakatlanishi mumkin (3/ ⇒ 5/). Shunday qilib, qiz iplarning komplementar nukleotidlarining qo'shilishi qarama-qarshi yo'nalishda (antiparallel) sodir bo'ladi. Barcha replikonlarda replikatsiya bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi. Okazaki bo'laklari va turli replikonlarda sintezlangan "qizi" iplarining qismlari bitta ipga tikilgan. ligaza fermenti. Replikatsiya yarim konservativlik, antiparallellik va uzilishlar (Okazaki fragmentlari) bilan tavsiflanadi.

Ta'mirlash mexanizmi DNK molekulasida ikkita qo'shimcha zanjir mavjudligiga asoslanadi. Ulardan birida nukleotidlar ketma-ketligining buzilishi maxsus fermentlar tomonidan aniqlanadi. Keyin tegishli bo'lim olib tashlanadi va uning o'rniga ikkinchi qo'shimcha DNK zanjirida sintez qilingan yangisi qo'yiladi. Taku reparatsiya deb ataladi eksizyonel , bular. "kesish" bilan. U keyingi replikatsiya siklidan oldin amalga oshiriladi, shuning uchun u ham deyiladi pre-replikativ .

Agar eksizyonni tiklash tizimi bitta DNK zanjirida yuzaga kelgan o'zgarishlarni tuzatmasa, replikatsiya paytida bu o'zgarish o'rnatiladi va u ikkala DNK zanjirining mulkiga aylanadi. Bu bir juft komplementar nukleotidning boshqasi bilan almashtirilishiga yoki yangi sintezlangan zanjirda o'zgargan bo'laklarga nisbatan uzilishlar (bo'shliqlar) paydo bo'lishiga olib keladi. Replikatsiyadan keyingi ta'mirlash DNKning ikkita yangi hosil bo'lgan qo'sh spirallari o'rtasida rekombinatsiya (parchalar almashinuvi) orqali amalga oshiriladi. Misol - timin dimerlari (T-T) paydo bo'lganda normal DNK tuzilishini tiklash Kovalent aloqalar, qo'shni timin qoldiqlari o'rtasida paydo bo'lib, ularni komplementar nukleotidlar bilan bog'lash qobiliyatiga ega emas. Natijada, ta'mirlash fermentlari tomonidan tan olingan yangi sintez qilingan DNK zanjirida uzilishlar (bo'shliqlar) paydo bo'ladi. Qizi DNK dan birining yangi polinukleotid zanjirining yaxlitligini tiklash boshqa qiz DNKning mos keladigan normal ota-ona zanjiri bilan rekombinatsiya tufayli amalga oshiriladi. Keyin ona zanjirida hosil bo'lgan bo'shliq uni to'ldiruvchi polinukleotid zanjirida sintez qilish yo'li bilan to'ldiriladi. Ikki qiz DNK molekulalarining zanjirlari o'rtasida rekombinatsiya orqali amalga oshiriladigan replikatsiyadan keyingi bunday ta'mirlashning namoyon bo'lishini opa-singil xromatidlar o'rtasida tez-tez kuzatiladigan material almashinuvi deb hisoblash mumkin.

18. DNK molekulasining replikatsiyasi. Replikon. Astar. DNK replikatsiyasining tamoyillari: yarim konservativlik, antiparallellik, uzluksizlik (Okazaki fragmentlari). Replikatsiya bosqichlari: boshlanishi, cho'zilishi, tugashi. Pro- va eukariotlarda DNK replikatsiyasining xususiyatlari.

O'z-o'zidan nusxa ko'chirish qobiliyati - replikatsiya. Bu xususiyat ikki qatorli tuzilish bilan ta'minlanadi. Replikatsiya jarayonida asosiy DNK molekulasining har bir polinukleotid zanjirida komplementar zanjir sintezlanadi. Har bir qiz molekulasi bitta ota-ona va bitta yangi sintezlangan zanjirni o'z ichiga olgan molekulalarni ikki barobar ko'paytirishning bu usuli deyiladi. yarim konservativ .

Zanjirli replikatsiyani amalga oshirish uchun onaning DNKsi Qizi molekulalarning bir-birini to'ldiruvchi zanjirlari sintezlanadigan shablonga aylanishi uchun ular bir-biridan ajratilishi kerak. Yordam bilan helikaz fermenti, vodorod aloqalarini buzgan holda, DNK qo'sh spiral replikatsiyaning kelib chiqishida ochiladi. Olingan yagona DNK zanjirlari maxsus beqarorlashtiruvchi oqsillar bilan bog'langan bo'lib, ular zanjirlarning umurtqa pog'onasini cho'zadi va ularning azotli asoslarini nukleoplazmada joylashgan komplementar nukleotidlar bilan bog'lanish uchun mavjud qiladi. Replikatsiya vilkasi hududida ferment ishtirokida hosil bo'lgan zanjirlarning har birida DNK polimerazalari komplementar zanjirlar sintezi amalga oshiriladi.

DNKning ikkinchi zanjirining sintezi qisqa bo'laklarda amalga oshiriladi ( Okazaki parchalari) shuningdek, 5" dan 3" oxirigacha bo'lgan yo'nalishda. Har bir bunday fragmentning sintezi oldidan uzunligi taxminan 10 nukleotid bo'lgan RNK primeri hosil bo'ladi. Ferment yordamida yangi hosil bo'lgan fragment DNK ligazalari RNK primeri olib tashlanganidan keyin oldingi fragmentga bog'lanadi. Ushbu xususiyatlar tufayli replikatsiya vilkasi assimetrikdir. Sintezlangan ikkita qiz zanjirdan biri uzluksiz quriladi, uning sintezi tezroq boradi va bu zanjir deyiladi. yetakchi . Boshqa ipning sintezi sekinroq, chunki u RNK primerini hosil qilishni va keyin olib tashlashni talab qiladigan alohida qismlardan yig'iladi. Shuning uchun bunday zanjir deyiladi orqada qolish (orqada qolish). Alohida bo'laklar 5" → 3" yo'nalishida hosil bo'lsa-da, umuman olganda bu zanjir 3" → 5" yo'nalishda o'sadi. Prokaryotlar va eukariotlarda DNK replikatsiyasi asosiy o'xshashliklarda davom etadi, ammo eukaryotlarda sintez tezligi prokaryotlarga qaraganda ancha past. Buning sababi eukaryotik DNKning oqsillar bilan etarlicha kuchli birikmalarda shakllanishi bo'lishi mumkin, bu uning replikativ sintez uchun zarur bo'lgan despiralizatsiyasini murakkablashtiradi.

Astar- bu DNK yoki RNK nishoniga to'ldiruvchi nuklein kislotaning qisqa bo'lagi bo'lib, DNK polimeraza yordamida qo'shimcha zanjir sintezi uchun, shuningdek DNK replikatsiyasi paytida primer bo'lib xizmat qiladi. Primer DNK polimerazalari uchun primerning 3" uchidan yangi zanjir sintezini boshlashi uchun zarurdir. DNK polimeraza ketma-ket ravishda primerning 3" uchiga shablon zanjiriga komplementar nukleotidlarni qo'shadi.

Replikon- replikatsiyaning bir boshlanishi (boshlanishi) nuqtasi nazorati ostida bo'lgan genom mintaqasining replikatsiya jarayonining birligi. Boshlanish nuqtasidan replikatsiya har ikki yo'nalishda, ba'zi hollarda teng bo'lmagan tezlikda davom etadi. DNK replikatsiyasi- hujayra bo'linishi paytidagi asosiy hodisa. Bo'linish vaqtida DNK to'liq va faqat bir marta takrorlanishi juda muhimdir. Bu DNK replikatsiyasini tartibga soluvchi muayyan mexanizmlar bilan ta'minlanadi. Replikatsiya uch bosqichda sodir bo'ladi:

· replikatsiyaning boshlanishi

cho'zilish

· replikatsiyani tugatish.

Replikatsiyani tartibga solish asosan boshlash bosqichida sodir bo'ladi. Buni amalga oshirish juda oson, chunki replikatsiya har qanday DNK bo'limidan emas, balki aniq belgilangan qismdan boshlanishi mumkin. replikatsiyani boshlash sayti. Genomda faqat bitta yoki bir nechta bunday saytlar bo'lishi mumkin. Replikatsiya tushunchasi replikatsiyani boshlash joyi tushunchasi bilan chambarchas bog'liq. Replikon replikatsiyani boshlash joyini o'z ichiga olgan va DNK sintezi ushbu saytdan boshlanganidan keyin replikatsiya qilinadigan DNK bo'limi.

Replikatsiya replikatsiyani boshlash joyida DNK qo'sh spiralining ochilishi bilan boshlanadi, u hosil qiladi. replikatsiya vilkasi- to'g'ridan-to'g'ri DNK replikatsiyasi joyi. Har bir sayt replikatsiya bir yo'nalishli yoki ikki tomonlama bo'lishiga qarab bir yoki ikkita replikatsiya vilkalarini hosil qilishi mumkin. Ikki tomonlama replikatsiya ko'proq uchraydi. Replikatsiya boshlanganidan keyin bir muncha vaqt o'tgach, elektron mikroskopda kuzatish mumkin replikatsiya ko'zi- DNK allaqachon replikatsiya qilingan, replikatsiya qilinmagan DNKning uzunroq bo'limlari bilan o'ralgan xromosoma bo'limi.

Yarim konservativ Bu shuni anglatadiki, har bir qiz DNK bitta shablon zanjiri va bitta yangi sintez qilingan zanjirdan iborat.

Antiparallelizm DNK zanjirlari: DNK qo'sh spiralining ikkita zanjirining qarama-qarshi yo'nalishi; bir ipning yo'nalishi 5 "dan 3" gacha, ikkinchisi - 3 "dan 5" gacha.

Har bir DNK zanjiri o'ziga xos yo'nalishga ega. Bir uchida dezoksiriboza shakaridagi 3" uglerodga biriktirilgan gidroksil guruhi (-OH) mavjud; zanjirning ikkinchi uchida shakarning 5" holatida fosfor kislotasi qoldig'i mavjud. DNK molekulasidagi ikkita to'ldiruvchi zanjir qarama-qarshi yo'nalishda joylashgan - antiparallel: bir ip 5" dan 3" gacha, ikkinchisi - 3" dan 5" gacha yo'nalishga ega. Parallel yo'nalishda bir zanjirning 3" uchiga qarama-qarshi tomonda ikkinchisining 3" uchi bo'ladi.

Prokaryotlarda DNK iplaridan biri uziladi va uning bir uchi hujayra membranasiga yopishadi va qarama-qarshi uchida qiz zanjirlar sintezi sodir bo'ladi. Qizi DNK zanjirlarining bu sintezi "aylanma halqa" deb ataladi. DNK replikatsiyasi tez sodir bo'ladi.



Shuningdek o'qing:

Kategoriyalar:

Mashhur: