If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Agar veb-filtrlardan foydalanayotgan boʻlsangiz *.kastatic.org va *.kasandbox.org domenlariga ruxsat berilganligini tekshirib koʻring.

Asosiy kontent

Oqsillar va aminokislotalarga kirish

Oqsillarning har xil turlari. Aminokislotalarning tuzilishi va xossalari. Peptid bogʻ shakllanishi.

Kirish

Biz oqsilni umumiy tushuncha sifatida qabul qilamiz: ratsionimizda maʼlum miqdorda boʻlishi kerak boʻlgan gomogen tarkibli moddalar deb qaraymiz. Ammo siz molekulyar biologiya laboratoriyasida ishlasangiz (masalan, yozgi amaliyot uchun), oqsilga boshqacha nigoh bilan qaray boshlaysiz.
Xoʻsh, qanday qilib? Aytaylik, siz oqsilni faqat bitta modda emas deb bilgan boʻlishingiz mumkin. Aksincha, bir hujayrada yoki organizmda turli xil koʻplab oqsillar borligini bilgan boʻlishingiz mumkin. Ular siz tasavvur qila oladigan har qanday oʻlchov, shakl va turda boʻladi va har birining oʻziga xos va yagona vazifasi bor. Ayrimlari hujayraning strukturaviy tarkibiga kiradi yoki hujayra harakatiga yordam beradi. Boshqalari esa shishadagi xabarlar kabi hujayralar orasida suzib yuruvchi signal vazifasini bajaradi. Yana boshqalari esa metabolik fermentlar boʻlib, hujayra uchun zarur biomolekulalarni oʻzaro birlashtiradi yoki parchalaydi. Va nihoyat, bu noyob molekulyar oʻyinchilar tadqiqotingiz davomida sizniki boʻladi.
Oqsillar jonli sistema boʻylab eng keng tarqalgan organik molekulalar qatoriga kiradi va makromolekulalarning boshqa sinflariga nisbatan tuzilish va vazifalarida oʻziga xos farq mavjud. Bitta hujayra minglab oqsillarni oʻz ichiga olishi mumkin va har bir oqsilning takrorlanmas vazifasi mavjud. Ularning tuzilishi va vazifalarida juda katta farq boʻlsa-da, barcha oqsillar bir yoki bir nechta aminokislotalar zanjiridan iborat. Ushbu maqolada oqsillarning qurilish tarkibi, tuzilishi va ahamiyati haqida toʻliqroq maʼlumotga ega boʻlamiz.

Oqsil turlari va vazifalari

Oqsillar hujayra va organizmda keng qamrovli ahamiyatga ega. Bu yerda sizlarga yaxshi tanish boʻlgan va koʻp organizmlarning (shu jumladan, insonlarning) biologiyasida muhim ahamiyatga ega, koʻp uchraydigan oqsil turlaridan bir nechta misolni koʻrib chiqamiz.

Fermentlar

Fermentlar biokimyoviy reaksiyalarda katalizator sifatida vazifa bajaradi, yaʼni reaksiyalarni tezlashtiradi. Har bir ferment bir yoki bir nechta substratni aniqlaydi. Substrat reaksiyaning boshlangʻich mahsuloti sifatida reaksiyaga kirishuvchi molekula hisoblanadi. Turli xil fermentlar turli reaksiyalarda ishtirok etadi va ular substratlarni parchalashi, bogʻlashi yoki qayta qurishi mumkin.
Tanamizda uchraydigan fermentga misol tariqasida soʻlak tarkibidagi amilazani olish mumkin, u amilozani (kraxmalning bir turi) kichik shakar molekulalarigacha parchalaydi. Amilozaning taʼmi unchalik ham shirin emas, ammo undan hosil boʻlgan shakar molekulalari shirin taʼmni beradi. Shu sababli tarkibida kraxmal bor mahsulotlarni uzoqroq muddat chaynasangiz, uning taʼmi shirinroq boʻladi, chunki bunda soʻlak tarkibidagi amilaza ishga tushadi.

Gormonlar

Gormonlar endokrin hujayralar (xuddi gipofiz bezi hujayralari kabi) tomonidan ishlab chiqariladigan, masofaviy taʼsir qiluvchi kimyoviy signallar hisoblanadi. Ular oʻsish, rivojlanish, metabolizm va koʻpayish kabi muayyan fiziologik jarayonlarni nazorat qiladi. Ayrim gormonlar steroid tabiatli (lipidlar haqidagi maqolani koʻring), boshqalari esa oqsil tabiatli. Ushbu oqsil tabiatli gormonlar odatda peptid gormonlari deb ataladi.
Masalan, insulin qondagi glyukoza miqdorini tartibga solishga yordam beradigan muhim peptid gormon hisoblanadi. Qondagi glyukoza miqdori koʻtarilganda (masalan, ovqat isteʼmol qilgandan keyin), oshqozon osti bezidagi maxsus hujayralar qonga insulin ajratadi. Insulin jigar va tananing boshqa qismlaridagi hujayralar bilan bogʻlanadi va ular glyukozani oʻzlashtiradi. Bu jarayon qondagi glyukoza miqdorini normal, barqaror koʻrsatkichga qaytarishga yordam beradi.
Boshqa oqsillar va ularning vazifalari quyidagi jadvalda keltirilgan:
Oqsil turlari va vazifalari
AhamiyatiMisollarVazifasi
Hazm fermentlariAmilaza, lipaza, pepsinOzuqa moddalarni kichik boʻlaklargacha parchalaydi va ularning absorbsiyalanishini osonlashtiradi
Tashuvchi oqsillarGemoglobinModdalarning qon yoki limfa tarkibida tana boʻylab harakatlanishini taʼminlaydi
Tuzilish oqsillariAktin, tubulin, keratinSitoskelet kabi turli tuzilmalarning qurilishida qatnashadi
Gormon signalizatsiya oqsillariInsulin, glyukagonOrganizmning turli sistemalari faoliyatini muvofiqlashtiradi
Himoya oqsillariAntitanalarOrganizmni begona patogenlardan himoya qiladi
Qisqaruvchi oqsillarMiozinMushaklar qisqarishini taʼminlaydi
Zaxira oqsillariUrugʻ zaxira oqsillari, tuxum hujayra tarkibidagi albumin oqsillariEmbrionning yoki urugʻning erta rivojlanishini ozuqa bilan taʼminlash uchun kerak
Jadval OpenStax College, Biologyʼdan olingan.
Oqsillar turli oʻlchamlarda va shakllarda uchraydi. Ayrimlari dumaloq (sharsimon) shaklda, boshqalari esa uzun, ingichka tolalar koʻrinishida boʻladi. Misol uchun, qondagi kislorodni tashuvchi gemoglobin oqsili dumaloq oqsil deyiladi, teri tarkibidagi kollagen esa tolali oqsil hisoblanadi.
Oqsil shakli uning vazifasi uchun juda muhim va keyingi maqolada biz oqsil shaklini saqlashda turli xil kimyoviy bogʻlar muhim ahamiyatga ega boʻlishini koʻrib chiqamiz. Harorat va pH dagi oʻzgarishlar, shuningdek, ayrim kimyoviy moddalarning mavjudligi oqsil shaklining buzilishi va vazifasini yoʻqotishiga olib kelishi mumkin, bu jarayon denaturatsiya deb ataladi.

Aminokislotalar

Aminokislotalar oqsil hosil qiluvchi monomerlar hisoblanadi. Xususan, bitta oqsil bir yoki bir nechta aminokislotalar zanjiridan tashkil topadi, ularning har biri polipeptid deb ataladi. (Bu nom maqola davomida biroz pastroqda keltirilgan.) Oqsillar tarkibida 20 xil aminokislota uchrashi aniqlangan.
Aminokislota tarkibidagi aminoguruh, karboksil guruh, alfa uglerod va R guruhi keltirilgan rasm.
Grafik material OpenStax Biologyʼdan olindi.
Aminokislotalar umumiy tuzilishga ega boʻlib, alfa (α) uglerod deb nomlanuvchi markaziy uglerod hamda unga bogʻlangan aminoguruh (NH2), karboksil guruh (COOH) va vodorod atomidan tashkil topgan.
Yuqorida keltirilgan aminokislotaning umumiy tuzilishi biroz soddaroq boʻlishi uchun bitta amino, bitta karboksil guruh keltirilgan va neytral tuzilishga ega, lekin barcha aminokislotalar ham bunday tuzilishga ega emas. pH (7,2 - 7,4) boʻlgan fiziologik holatda aminoguruh protonlangan va musbat zaryadga ega, karboksil guruh esa deprotonlangan va manfiy zaryadga ega.
Har bir aminokislota tarkibida markaziy atomga birikkan, bir atom yoki atomlar guruhidan tashkil topgan R guruhi boʻlib, u aminokislotaning oʻziga xos xususiyatlarini belgilab beradi. Masalan, R guruh vodorod atomi boʻlsa, unda bu glitsinga toʻgʻri keladi, agar metil (CH3) guruhi boʻlsa, unda alanin aminokislotasiga toʻgʻri keladi. Organizmda uchraydigan yigirmata aminokislota va ularning R guruhlari quyidagi jadvalda keltirilgan.
Keng tarqalgan 20 ta aminokislotaning fiziologik pH (7,2-7,4)da ptotonlangan dominant shakli keltirilgan jadval.
Rasm “Dancojocari”ga tegishli. Rasm Wikimedia Commonsʼdan CC BY-SA 3.0 yoki GFDL litsenziyalari asosida olindi.
Yon zanjirning xususiyatlari aminokislotaning kimyoviy tabiatini belgilaydi (yaʼni kislotali, asosli, qutbli yoki qutbsiz ekanligi nazarda tutiladi). Misol uchun, valin va leysin kabi aminokislotalar qutbsiz va gidrofob, serin va glutamin aminokislotalari esa gidrofil yon zanjirlarga ega va qutblidir. Lizin va arginin kabi aminokislotalar fiziologik pH da musbat zaryadlangan yon zanjirlarga ega va asosiy aminokislotalardan biri sanaladi. (Gistidin baʼzan bu guruhga kiritilsa-da, asosan fiziologik pH da deprotonlanadi). Aspartat va glutamat fiziologik pH da manfiy zaryadlangan va kislotali hisoblanadi.
Bir qancha aminokislotalarning R guruhlari oʻzgacha xususiyatlarga ega va biz oqsil tuzilishiga eʼtibor qaratganimizda bu qanchalik muhim ekani oʻz isbotini topadi.
  • Prolin tarkibidagi R guruh aminoguruh bilan bogʻlangan boʻlib, halqa shaklini hosil qiladi. Bu aminokislotaning odatiy strukturasini istisno qiladi, chunki u endi NH3+ aminoguruhiga ega emas. Agar halqali tuzilishning biroz noqulay ekanligi haqida oʻylayotgan boʻlsangiz, siz haqsiz: prolin aksariyat hollarda aminokislota zanjirlarida burmalar hosil boʻlishiga olib keladi.
  • Sistein tiol (-SH) guruhini oʻz ichiga oladi va boshqa sistein aminokislotalari bilan kovalent bogʻlarni hosil qiladi. Biz oqsilning tuzilishi va vazifasi nima uchun muhimligini oqsil tuzilishi tartibi maqolasida koʻrib chiqamiz.
Nihoyat, oqsillarda faqat maʼlum sharoitlarda uchraydigan, “kanonik boʻlmagan” bir nechta aminokislotalar ham mavjud.

Peptid bogʻlar

Hujayralar tarkibidagi har bir oqsil bir yoki bir nechta polipeptid zanjirdan iborat. Ushbu polipeptid zanjirlarining har biri oʻziga xos tartibda bir-biriga bogʻlangan aminokislotalardan iborat. Polipeptid aminokislotalar harflarida “yozib qoʻyilgan” uzun soʻzga oʻxshaydi4. Aminokislotalarning kimyoviy xossalari va tartibi polipeptidning va polipeptidni oʻz tarkibiga oluvchi oqsilning tuzilishi va funksiyasini belgilashda muhim ahamiyatga ega. Aminokislotalar zanjir tarkibida oʻzaro qanday bogʻlanadi?
Polipeptid tarkibidagi aminokislotalar qoʻshni aminokislotalar bilan kovalent bogʻ turiga kiruvchi peptid bogʻlar orqali bogʻlangan. Har bir bogʻ degidratatsiya sintez (kondensatsiya) reaksiyasi natijasida hosil boʻladi. Oqsil sintezi davomida, oʻsib borayotgan polipeptid zanjir oxirida aminokislotaning karboksil guruhi keladigan yangi aminokislotaning aminoguruhi bilan reaksiyaga kirishib, bir molekula suvni ajratib chiqaradi. Natijada aminokislotalar orasida peptid bogʻlanish hosil boʻladi.
Ikki aminokislota orasida peptid bogʻ hosil boʻlishi. Peptid bogʻ tarkibida bir aminokislotaning karbonil C guruhi ikkinchi aminokislotaning amino N guruhi bilan bogʻlangan.
Grafik material OpenStax CNX Biologyʼdan oʻzgartirib olindi.
Aminokislotalarning tuzilishi hisobiga polipeptid zanjiri yoʻnalganlikka ega, yaʼni uning kimyoviy jihatdan bir-biridan farq qiladigan ikkita uchi mavjud. Bir uchida polipeptidning erkin aminoguruhi mavjud va bu nuqta aminoterminal (yoki N-terminal) deb ataladi. Erkin karboksil guruhiga ega boʻlgan boshqa uchi esa karboksil terminal (yoki C-terminal) sifatida maʼlum. Yuqorida keltirilgan qisqa polipeptid tarkibida C-terminal oʻngda, N-terminal esa chapda joylashgan.
Biz polipeptidning aminokislotalar ketma-ketligidan uch oʻlchamli, yetuk, funksional oqsilga qanday qilib boramiz? Aminokislotalar orasidagi oʻzaro taʼsirlar oqsilni yetuk shakliga qanday qilib olib kelishini bilish uchun oqsil tuzilishi tartibi toʻgʻrisidagi videoni koʻrishni maslahat beraman.