Yadro va ribosomalar

Tasavvur qilaylik, sizda juda ham qimmatli boʻlgan maʼlumot bor. Aytaylik, bu maʼlumot chizma koʻrinishida. Bu uy, mashina yoki oʻta maxfiy qiruvchi samolyotning shunchaki oddiy chizmasi emas. Bu chizmada sizning butun organizmingiz koʻrsatilgan va unda nafaqat sizning qanday tuzilganingiz, balki tanangizdagi har bir hujayraning lahzama-lahza qanday vazifalarni bajarishi toʻgʻrisidagi maʼlumotlar ham kiritilgan.

Bu oʻta muhim tuyulyapti, shundaymi? Sizda agar shunday muhim maʼlumot boʻlganda, uni juda ham xavfsiz, oʻzingiz koʻz-quloq boʻladigan, oʻta himoyalangan seyfda saqlagan boʻlar edingiz. Xuddi shunga oʻxshash holat eukariot hujayralarda ham amalga oshadi, ular oʻz genetik maʼlumotlarini membrana bilan qoplangan yadroning ichiga berkitib qoʻyadi.

Eukariot hujayra DNKsi hech qachon yadroni tark etmaydi, buning oʻrniga u oʻzidagi maʼlumotni RNK molekulalariga koʻchiradi. Keyin bu RNK molekulalari yadroni tark etadi va ularning baʼzilari sitozoldagi ribosomalar bilan birlashib, oqsilni sintezlashga oʻtadi. (Qolgan RNK molekulalari esa hujayrada maʼlum bir vazifalarni bajaradi, masalan, ribosomaning strukturaviy qismlari sifatida yoki genlar faoliyatini boshqarishda ishtirok etadi.) Quyida biz yadro va ribosomaning tuzilishini batafsil koʻrib chiqamiz.

Yadro hujayraning genetik materiali boʻlgan DNKni oʻzida saqlaydi. Shuningdek, yadroda oqsillar jamlanuvchi hujayra mexanizmlari ribosomalar sintezi ham amalga oshadi. Yadroning ichida xromatin (oqsil atrofida oʻralgan DNK) nukleoplazma deb nomlanuvchi jelyesifat suyuqlik ichida saqlanadi.

Nukleoplazmani oʻrab turuvchi yadro qobigʻi ikki qavat membrana: tashqi va ichki membranadan tarkib topgan. Ushbu membranalarning har biri ikki qavat fosfolipiddan tashkil topgan boʻlib, dumchalari ichkariga yoʻnalgan fosfolipid qoʻshqavatini hosil qiladi. Yadro qobigʻining ana shu ikki qavati orasida joy mavjud boʻlib, u toʻgʻridan toʻgʻri endoplazmatik toʻr bilan ulangan boʻladi.

Yadro teshikchalari yadro qobigʻidagi kichkina kanalchalar boʻlib, yadroga moddalarning kirib, chiqishini tartibga soladi. Har bir teshikning atrofida oqsillar toʻplami boʻlib, yadro teshikchalari kompleksi deb ham nomlanadi. Ayni shu komlekslar moddalarning yadroga kirishi va chiqishini tartibga solib turadi.

Agar siz yadroning mikroskopda olingan suratiga ahamiyat bersangiz, uning ichidagi qora dogʻlarni koʻrasiz. Bu qora dogʻlar yangi ribosomalar jamlanadigan joy, yaʼni yadrochadir.

Ribosoma qanday hosil boʻladi? Baʼzi xromosomalar ribosomal RNK (ribosomalar hosil qilish uchun oqsillar bilan birlashuvchi strukturaviy RNKning bir turi)ni transkripsiyalovchi DNK qismlariga ega boʻladi. Yangi ribosomal RNK ribosomaning birlikchalarini hosil qilish uchun yadrochada oqsillar bilan birikadi. Bu turdagi RNKlar yadro teshikchalari orqali sitoplazmaga koʻchiriladi. Sitoplazmada ular oʻz funksiyasini bajaradi.

Baʼzi bir hujayralarda yadro ichida bittadan koʻp yadrocha boʻlishi mumkin. Misol uchun, sichqondagi baʼzi hujayralar yadrosida $6$6 tagacha yadrochani koʻrish mumkin$^1$start superscript, 1, end superscript. Prokariotlarda yadro yoʻqligi sababli yadrocha ham boʻlmaydi. Prokariot hujayralarda ribosomalar sitozolda hosil boʻladi.

Endi yadroning ichida saqlanadigan genetik maʼlumot, yaʼni DNKning tuzilishi bilan tanishib chiqsak. Koʻplab organizmlarda DNK bir yoki undan ortiq xromosomalardan tuzilgan. Har bir xromosoma DNKda uzun ip yoki ilmoqchadan iborat zanjirni hosil qiladi. Birgina xromosoma koʻplab turli genlarni tashiy oladi.

Prokariotlarda DNK odatda bitta halqasimon xromosomada joylashgan boʻladi. Eukariotlarda esa xromosomalar chiziqli struktura hosil qiladi. Har bir eukariot hujayra yadrosida muayyan miqdorda xromosomalar boʻladi. Misol uchun, odam hujayrasida $46$46 ta, pashshada esa $8$8 ta xromosoma mavjud.

Xromosomalarni faqatgina hujayra boʻlinishga tayyor boʻlgandagina aniq koʻrish mumkin. Hujayra hayot siklining oʻsish va rivojlanish bosqichlarida xromosomalar tartibsiz, chigal iplarga oʻxshaydi. Ushbu shaklda DNK RNKni transkripsiyalovchi fermentlarga ochiq boʻladi va bu genetik maʼlumotdan foydalanishga imkon beradi.

Oʻzining ikkala koʻrinishida (boʻsh va ixcham) ham xromosomalarning DNK zanjirlari gistonlar deb nomlanuvchi oqsillar guruhi atrofida toʻplanib, struktura hosil qiladi. Bu DNK-oqsil kompleksi DNKning yadroga sigʻadigan kattalikda boʻlishiga yordam beradi va qaysi genlarning faol yoki nofaol holatda boʻlishini belgilab beradi. DNK-oqsil kompleksidagi bu strukturani hosil qilishda ishtirok etuvchi oqsillar xromatin deb ataladi. Siz DNK, xromatin va xromosomalar haqida koʻproq maʼlumotni DNK va xromosomalar mavzusidan oʻqib, bilib olishingiz mumkin.

DNKning ixcham joylashuvi qanchalik muhimligini tushunish uchun bir misol keltiramiz: agar inson hujayrasidagi DNK toʻgʻri chiziq koʻrinishida yoyib chiqilsa, uning uzunligi $2$2 metrni tashkil etadi. Ushbu $2$2 metrli DNK diametri $0.006$0, point, 006 mm boʻlgan yadroning ichiga zich joylashgan. Buni geometrik jihatdan solishtirsak, $40$40 km uzunlikdagi oʻta ingichka ipni tennis koptogining ichiga joylashdek gap.

Yuqorida taʼkidlab oʻtilganidek, ribosomalar oqsil sintezini amalga oshiruvchi hujayra qismidir. Ribosoma RNK va oqsillardan hosil boʻlib, har bir ribosoma katta va kichik birlikchalar deb nomlanuvchi ikkita alohida RNK-oqsil kompleksidan tashkil topgan. Katta qism kichik qismning ustida joylashadi va informatsion RNK ikkitasining orasidan oʻtadi. (Ribosoma gamburgerga oʻxshab ketadi.)

Eukariotlarda ribosomalar oqsil sintezi uchun buyruqlarni yadrodan oladi. Yadroda DNK qismlari (genlar) informatsion RNK (iRNK) hosil qilish uchun transkripsiyalanadi. Bu iRNK ribosomaga koʻchadi. Ribosoma ushbu maʼlumotlar yordamida muayyan aminokislotalar ketma-ketligidagi oqsillarni yaratadi. Bu jarayon translyatsiya jarayoni deb ataladi. Prokariotlarda yadro boʻlmagani sababli iRNK sitoplazmada DNKdan transkripsiyalanadi va shu zahoti ribosomalar translyatsiya jarayonini boshlaydi.

Eukariotlarda ribosomalar erkin va bogʻlangan boʻlishi mumkin. Erkin ribosomalar sitoplazmada suzib yuradi. Bogʻlangan ribosomalar esa endoplazmatik toʻrga yoki yadro qobigʻining tashqi tomoniga yopishgan holda boʻladi. (Bogʻlangan ribosomalar ushbu maqoladagi birinchi rasmda qizil nuqtalar bilan koʻrsatilgan; endoplazmatik toʻrga bogʻlangan ribosomalar donador endoplazmatik toʻr deb ataladi.)

Oqsil sintezi barcha hujayralarning asosiy funksiyasi boʻlgani sababli ham ribosomalar koʻp hujayrali organizmlarning barcha hujayra turlarida uchraydi. Lekin eukariot hujayralarda ribosomalar soni nisbatan koʻp. Hattoki baʼzi bir hujayralar oqsilni juda koʻp sintezlashga oʻtgani uchun ribosomalar soni oʻta koʻp boʻladi. Misol uchun, oshqozon osti bezi katta miqdordagi hazm qiluvchi fermentlar ishlab chiqarish va ajratishga masʼuldir, shuning uchun ham oshqozon osti bezi hujayralarida juda ham koʻp ribosomalar bor. (Ferment ham oqsildan tashkil topgan boʻladi.)

Soʻnggi qiziqarli fakt: 2009-yilda kimyo boʻyicha Nobel mukofoti rentgen kristallografiya usulidan foydalanib ribosomaning strukturasi va harakatlari xaritasini tuzib chiqqan uchta olimga berilgani ribosomaning qanchalik ahamiyatli ekanini isbotlaydi$^5$start superscript, 5, end superscript.