1-Ma’ruza: Hujayra va genomlar

Fanining uslublari.

• 
  Organik kimyoning klassik usullari: alkillash, atsillash, gidratlash, gidrogenlash, degidrogenlash va boshqa reaksiyalardan foydalanish. Zamonaviy stereoyonaltirilgan sintez usullari.
  
• 
  Fizikaviy organik kimyoning zamonaviy uskunaviy usullari: elektromagnit nurlanish spektri bilan ta’sirlanishga asoslangan spektroskopiya usullari(_{ }) va mass-spektrometriya.
  
• 
  Fizik- kimyoviy usullari: ko’rsatilgan fan tarmog’ining shakllangan usullari.
  
• 
  Matematik usullari:informatika, amaliy matematikaning zamonaviy dasturlaridan tabiiy birikmalarning strukturasini aniqlashda foydalanish.
  
• 
  Biologik usullari: moddalarni fiziologik faolligini hamda tirik hujayrada bajaradigan vazifalarni aniqlashda biologik testlardan foydalanish.
  

Bioorganik kimyo fani miqyosi juda kengdir-bu bir tomondan tirik tabiatdan olinadigan va hayot faoliyatida muhim ahamiyatga ega moddalar hisoblansa, ikkinchi tomondan biologik faollikka ega sintez qilib olinadigan organik birikmalardir.Organik kimyo reaksiyalar mexanizmini to’liq tushuntirish va yangi birikmalar hosil qilishning sintez metodologiyasiga egadir.Bu soha mutaxassislari biologik ob’ektlarga xos birikmalarni analoglarini olish usullariga ega bo’lsalarda, qaysi bir sintezning zarur va foydali ekanligini aniq ayta olmaydilar. Biokimyo esa izlanishning biokimyoviy usullari orqali hayot faoliyati jarayonlarini o’rganadi.Masalan, fermentlarni tozalash va faolligini aniqlashda, in vivo sharoitida radioaktiv indikatorlar usuli qo’llaniladi.Biokimyogarlar laboratoriyada qanday birikmani sintez qilishni zarurligini bilsalarda, buni amalga oshirish uchun yetarli malakaga ega emasdirlar.Bu esa o’z navbatida bu ikki soha bo’yicha kelishilgan yo’nalishda izlanishlarni olib borish lozimligini talab etadi.Bioorganik kimyo mutaxassislari ko’pincha ikki laboratoriyada ishlaydilar;birida kerakli birikmani sintezi bilan shug’ullanishsa, ikkinchisida esa biologik ob’ektlarda turli hayotiy jarayonlarni sodir bo’lishini o’rganadilar.Kimyoviy va biologik yo’nalishlarni bir-biriga singishi natijasida murakkab biologik jarayonlarni turli-tuman xususiyatlarini o’rganish uchun molekulyar modellar yasash yangi kontsepsiyasi ishlab chiqildi.Ko’pchilik biologik reaksiyalarni hamda ularda ishtirok etuvchi fermentlarni ta’sirini oddiy organik modellar yordamida “probirkada”(in vitro) qayta tiklash mumkin.Bunday modellarni qo’llash orqali biologik sistemalardagi kimyoviy jarayonlarni sodir bo’lishini aniqlashda katta natijalarga erishish mumkin.Bioorganik modellar yordamida hosil qilingan organizmlarni patologik holatlari haqidagi tassavurlar dori-darmon vositalarini tayyorlashning ilmiy asosi bo’lib xizmat qiladi. Hujayra–barcha organizmlar tuzilishi va hayotiy faoliyatining tuzilma-funktsional elementar birligi (viruslar va viroidlardan tashqari –hujayra tuzilishiga ega bo’lmagan hayotiy shakllar).O'zining metabolizmiga ega, o'z-o'zidan ko'paytirishga qodir. Bir hujayradan iborat organizm bir hujayrali deyiladi(sodda organizmlar va bakteriylar). Hujayra so’zi lotincha cella, so’zidan olingan bo’lib, "katakcha" degan ma’noni anglatadi. Hujayra birinchi marta 1665 yilda ingliz oimi Robert Hooke tomonidan kash etilgan, u ularni cherkovdagi nasroniy rohiblari yashaydigan katakchalarga o'xshashligi uchun shunday nom bergan.1675 yilda italiyalik shifokor Marcello Malpigi o'simliklarni hujayra tuzilishini tasdiqladi.1839 yilda nemis olimlari Matthias Schleiden va Theodor Schwann tomonidan organizmlar tuzilishini hujayra nazaryasi ishlab chiqilgan.Bu nazariyaga ko’ra barcha organizmlar bir yoki bir nechta hujayradan tashkil topgan, hujayralar barcha tirik organizmlarniasosiy tuzilish va funktsional birligi hamda barcha hujayralar oldingi hujayralardan kelib chiqqanligini ta'kidlanadi.Hujayralar Yerda kamida 3,5 milliard yil oldin paydo bo'lgan degan taxmin beriladi.Hujayra barcha ma'lum bo'lgan organizmlarning asosiy tarkibiy, funktsional va biologik birligidir.H ujayra hayotning eng kichik birligidir. Hujayralar ko'pincha "hayotning qurilish bloklari" deb nomlanadi.Hujayralarni o'rganuvchi fan sohasi hujayra biologiyasi, hujayra biologiyasi yoki sitologiya deb nomlanadi.Hujayralar membrana ichiga o'ralgan sitoplazmadan iborat bo'lib, uning tarkibida oqsillar va nuklein kislotalar kabi ko'pgina biomolekulalar mavjud. Ko'pgina o'simlik va hayvonlar hujayralari o'lchamlari 1 dan 100 mikrometrgacha(10⁻⁶ metr, 10⁻⁴ santimetr yoki 10⁻³ millimetr) bo’lib, faqat mikroskop ostida ko'rinadi.Organizmlarni bir hujayrali (bakteriyalar singari bitta hujayradan tashkil topgan) yoki ko'p hujayrali (o'simlik va hayvonlar bilan birga) deb tasniflash mumkin.Ko'pchilik bir hujayrali organizmlar mikroorganizmlar deb tasniflanadi.O'simliklar va hayvonlardagi hujayralar soni turdan turga qarab o'zgarib turadi, insonlarda taxminan 40 trillion (_{ }) hujayralarni o'z ichiga olishi aniqlangan.Inson miyasi bu hujayralarning taxminan 80 milliardini tashkil etadi.Hujayralar ikki xil bo'ladi: yadroga ega eukariot (yunoncha (eu, "yaxshi" yoki "haqiqiy") va (karyon, "yong'oq" yoki "yadro")va yadrosiz prokariot(yunoncha (pro, 'oldingi' yoki ilagarigi ) va κάρυον (karyon, "yong'oq" yoki 'yadro').Prokariotlar bir hujayrali organizmlardir, eukaryotlar esa bir hujayrali yoki ko'p hujayrali bo'lishi mumkin. Prokariotlar hayotning domenlaridan uchtasidan ikkitasi bo’lgan bakteriyalar va arxeylarni o'z ichiga oladi.Biologik taksonomiyaga k’ora, domen(/dəˈmeɪn/or/doʊˈmeɪn/), superqirollik yoki imperiya ma’nosini anglatadi.Domen amerikalik olim Carl Woese va hamksbalari tmonidan 1990 yilda tomonidan yaratilgan uch domenli taksonomiya tizimidagi organizmlarning eng yuqori taksonomik darajasidir.Ushbu tizimga ko'ra, hayot daraxti uchta domendan iborat: Arxey(Archaea), Bakteriya(Bacteria) va Eukariyalar (Eukarya).Domenlarning birinchi ikkitasi-bu barcha prokariot mikroorganizmlar yoki yadrosiz hujayraga ega bir hujayrali organizmlar.Eukariyaga yadro va membrana bilan bog'langan organellalarfa ega bo’lgan hayot shakllarihamda ko'p hujayrali organizmlar kiradi. Prokariot hujayralar yer yuzidagi hayotning birinchi shakllari bo'lib, ularga hayotiy muhim biologik jarayonlar xosdir(1.1-rasm).Ular eukariot hujayralarga qaraganda sodda va kichikroq bo'lib,yadro va boshqa membrana bilan bog'langan organellalarga ega emas.Prokariot hujayraning DNKsi sitoplazma bilan bevosita aloqada bo'lgan bitta dumaloq xromosomadan iborat.Sitoplazmdagi yadro sohasi nukleoid deb ataladi. Prokariotlar barcha organizmlarning eng kichigi bo’lib, aksariyatini diametri 0.5 dan 2.0 mkm gacha bo'ladi.Prokariot hujayra uch qismdan iborat:

• 
  Hujayrani qobig’i-odatda hujayra devori bilan qoplangan plazma membranasidan iborat bo'lib, ba'zi bakteriyalar uchinchi qatlam kapsula bilan qoplangan bo'lishi mumkin.Prokariotlarning aksariyati ham hujayra membranasi, ham hujayra devoriga ega bo’lasada, ammo Mikoplazma (bakteriyalar) va Termoplazma (arxeylar) faqat hujayra membranasi qatlamiga ega.Qobiq hujayraga qattiqlikni beradi va hujayraning ichki qismini atrof-muhitdan ajratib turadi, himoya filtri vazifasini o'taydi.Bakteriyalar hujayra devori peptidoglikandan iborat va tashqi kuchlarga qarshi qo'shimcha to'siq vazifasini bajaradi.Bundan tashqari, gipotonik tashi muhit tufayliosmotik bosimdan hujayraning kengayishi va yorilshini(sitoliz) oldini oladi.Ba'zi bir eukariot hujayralar (o'simlik va zamburug’ hujayralari) ham hujayra devoriga ega.
  
• 
  Hujayra ichida sitoplazmatik qism joylashgan bo'lib, unda genom (DNK), ribosomalar va har xil kiritmalar mavjud.Genetik material sitoplazmda erkin joylashgan.Prokariotlar odatda yumaloq shaklga ega plazmidlar deb ataladigan ekstraxromosomal DNK elementlarini tutadiar.Bakterial plazmidlar Borrelia turkumiga mansub bakteriyalarda aniqlangan.DNK yadro hosil qilmasa ham, nukleoid ichida kondensatsiyalanadi.Plazmidlar qo'shimcha genlarni, masalan, antibiotiklarga chidamli genlarni kodlaydilar.
  
• 
  Tashqi tomondan, kirpiksimon(flagellum) va sochsimon(pilus) o'simtalar hujayra yuzasidan chiqadi.Bu tuzilmalar(barcha prokariotlarda mavjud emas) oqsillardan tashkil topgan bo’lib, hujayralar orasidagi aloqa va harakatni osonlashtiradi.