Namangan muhandislik-texnologiya instituti
Yüklə 1,32 Mb. Pdf görüntüsü
|
| 5.4. Anabolizm va Katabolizm
Modda almashinuvi - metabolizm hayot asosini tashkil etib, bu jarayon natijasida hujayra tarkibiga kiruvchi modda molekulalarining parchalanishi va sintezi, hujayra tizimining hosil bo‘lishi, yangilanishi va parchalanishi holatlari ro‘y berib turadi. Masalan, odam tarkibidagi 50 % hujayra va oqsillarning parchalanishi va kayta hosil bo‘lishi uchun 80 sutka talab etiladi yoki har 10 sutkada jigardagi oqsillar va kon zardobining yarmisi yangilanib turadi. Jigardagi fermentlar esa har 2-4 soat mobaynida yangilanadi. Modda almashinuvi energiya almashinuv jarayoni bilan uzviy bog‘langan, ularni bir-biridan ajratib bo‘lmaydi. Modda almashinish jarayoni bir vaktning o‘zida o‘tadigan assimilyasiya va dissimilyasiyadan yoki anabolizm va katabolizmdan iboratdir. Katabolizm natijasida yirik organik molekulalar kichik birikmalarga parchalanadi. Bu jarayonda issiklik energiyasi ajralib chikib, u keyinchalik ATF tarikasida to‘planadi. Katabolizmda gidroliz va oksidlanish jarayonlari kislorodli (aerob) va kislorodsiz (anaerob) sharoitda o‘tishi mumkin. Anabolizmda oddiy molekulalardan murakkab molekulali moddalarning biosintezi bo‘ladi. Yashil avtotrof o‘simliklar va bakteriyalar CO 2 va suvdan quyosh energiyasi yordamida dastlabki organik moddalarni hosil qiladilar (fotosintez). Geterotrof organizmlarda esa organik moddalarning sintez bo‘lishi parchalanish jarayonida hosil bo‘lgan energiya hisobiga amalga oshadi. Bu jarayonda organik moddalarni sintezlashda asosiy material bo‘lib, atsetil KoA, suksenil KoA, riboza, pirouzum kislotasi, glitserin, glitsin, aspargin, glutamid kislotalari va boshka aminokislotalari xizmat qiladi. Har bir hujayra o‘ziga xos oqsillar, yog‘lar yoki boshka xil organik birikmalarni hosil qiladi. Katabolizm va anabolizmlar hujayrada bir vaqtning o‘zida o‘tib, katabolizmning oxirida anabolizm stadiyasi boshlanadi. Birok, parchalanish va sintezlanish yo‘llari (katabolizm, anabolizm yo‘llari) bir-biriga to‘g‘ri kelmaydi. Masalan, glikogenning sut kislotasigacha parchalanishida 12 ferment katnashib, ulardan har kaysisi katabolik jarayonining alohida etaplarini tezlashtiradi. Sut kislotasidan glikogenning hosil bo‘lishida fermentlar ishtirok etadigan 9 ta davri bo‘lib, shundan 3 ta davri boshqa xil fermentlar reaksiyasi natijasida ro‘y beradi. Har bir modda almashinuv reaksiyalari hujayraning ma'lum bir qismida o‘tadi. Masalan, mitoxondriylarda oksidlanish jarayoni o‘tsa, lizosomalarda gidrolitik fermentlar joylashgan, oqsillarning biosintezi ribosomalarda bo‘ladi, lipidlar biosintezi endoplazmatik to‘rlarda o‘tadi va hokazo. Assimiliyasiya dissimiliyasiyadan ustun bo‘lganda (masalan, o‘tish davrida) vazn ortadi, dissimilyasiya ustun bo‘lganda esa vazn kamayadi. Modda almashinuv jarayonida vitaminlar muhim rol' o‘ynaydi. Ular fermentlar va boshqa biologik aktiv moddalarning tuzilishida asosiy material hisoblanadi. Anorganik moddalar - suv va mineral moddalar (tuzlar holida) ham modda almashinishi jarayonida ishtirok etadi. Hayvonlar va odamda modda almashinishni boshqarishda nerv sistemasi, ayniqsa bosh miya katta yarim sharlari po‘stlog‘i va ichki sekretsiya bezlari yetakchi rol o‘ynaydi. Tirik organizmlarga termodinamikaning ikkita qonuni mos ke- ladi. Termodinamikaning birinchi qonuniga ko‘ra (energiyaning saqlanish qonuni) ximiyaviy va fizikaviy jarayonlar mobaynida energiya hosil ham bo‘lmaydi va yo‘qolmaydi ham, balki u ma'lum bir ish bajarishda bir shakldan ikkinchi shaklga o‘tib turadi, ya'ni energiyaning umumiy miqdori o‘zgarmasdan saqlanib qoladi. Termodinamikaning ikkinchi qonuniga ko‘ra esa, kimyoviy va fizikaviy jarayonlar qaytmas bo‘lib, ular natijasida hosil bo‘lgan foydali energiya xaotik - tartibsiz shakldagi energiyaga aylanadi, hamda xaotik va tartibli energiya holatlar o‘rtasida mutanosiblikni o‘rnatish qiyin bo‘ladi. Tartibli va tartibsiz holatlar o‘rtasidagi mutanosiblik yaqinlashgan sari, jarayonlar to‘xtashadi hamda erkin energiya kamaya boradi. Ya'ni ma'lum bir ishni bajarishga mo‘ljallangan foydali energiya miqdori kamayadi. Erkin foydali energiya miqdori kamaygan taqdirda, sistemaning tasodifiy va tartibsiz darajali qismiga sarf bo‘ladigan umumiy ichki energiya miqdori ko‘payadi. Bu hodisa entropiya deyiladi. Boshkacha kilib aytganda, entropiya - bu sistemadagi foydali energiyaning tartibsiz shakldagi energiyaga kaytmas xolda o‘tishidir. Demak, istalgan tirik sistemaning tabiiy tendensiyasi entropiyani oshirishga va erkin energiyani kamaytirishga yo‘naltirilgan. Bu qoida termodinamikaning eng foydali funksiyasi hisoblanadi. Tirik organizmlar yuqori tartibdagi sistemalar hisoblanadi. Bakteriyalardan tortib sutemizuvchi organizmlargacha hammasi har kanday sharoitda ham o‘ziga xos tartibli tizimini saqlab tura oladi. Biroq entropiya tashki muhit sharoitida doimo ortib borish xususiyatiga ega. Entropiyaning bunday ortib borishini ta'minlab turuvchi omil bu o‘sha sharoitda yashaydigan tirik organizmlardir. Masalan anaerob organizmlar erkin energiyani olish uchun tashki muhitda joylashgan glyukozadan foydalanadilar. Glyukozani ular yana o‘sha tashqi muhitdagi molekulyar kislorod yordamida oksidlab uni parchalaydilar. Natijada metabolizmning oxirgi mahsuloti SO 2 va N 2 O hosil bo‘lib, ular qayta tashqi muhitga ajraladi, bu holat esa tashqi muhit entropiyasini oshirishga olib boradi. Bu jarayonlar natijasida issiqlik qisman tarqalib ketishi ham mumkin. Quyosh energiyasi dastavval yashil o‘simliklar tomonidan o‘zlashtiriladi va fotosintez jarayoni amalga oshadi. Fotosintez jarayoni tufayli tirik organizmlar tartibsizlikdan tartibli tizim hosil qiladi, yorug‘lik energiyasi esa kimyoviy energiyaga aylanib uglevodlar tarkibida to‘planadi. Demak, fotosintezlovchi organizmlar quyosh yorug‘ligidan erkin energiyani ajratib oladilar. Shu sababli yashil o‘simliklar hujayrasida ko‘p miqdorda zahira tariqasida erkin energiya to‘planadi. Ximosintez natijasida esa, anorganik moddalar oksidlanib erkin energiya ajralib chiqadi. Uglevodlarda to‘plangan erkin energiya oziqa orqali hayvonlar organizmiga o‘tadi, demak ular tashqi muhit entropiyasini ko‘paytirishga olib keladi. Organizmlar hujayra mitoxondriyasidagi uglevodlar tarkibida to‘plangan zahira energiya, boshka xil organik moddalar molekulalarini sintez qilishga xizmat qiladigan erkin energiya shakliga o‘tadi. Shuningdek uglevodlar energiyasi hujayradagi mexanik, elektrik va osmotik ishlarni ta'minlash uchun ham sarf bo‘ladi. Aerob nafas olishda Krebs sikli shaklida glikoliz yo‘li bilan molekulalar parchalanadi. Anaerob nafas olishda esa, faqat glikoliz bo‘ladi. Bu reaksiyalar nafas olish va fotosintez jarayonlari natijasida bo‘ladi. Modda va energiya almashinish jarayoni doimo o‘z-o‘zini boshqarib turadi. Bu reaksiyalarni boshqaruvchi ko‘pgina mexanizmlar ham mavjud. Metabolizmni boshqarib turuvchi asosiy mexanizm fermentlar miqdori hisoblanadi, bundan tashqari bu jarayonlar yana substratning fermentlar ta'sirida parchalanish tezligiga va fermentlar aktivligiga bog’liq. Organizmlar darajasida metobolizm. Assimiliyasiya qilish xarakteriga ko‘ra organizmlar avtotrof, geterotrof va miksotroflarga bo‘linadi. Avtotrof (yunoncha Aitos - o‘zi, trophe - oziqa ma'nosini bildiradi) yoki mustaqil oziqlanuvchi organizmlar bo‘lib ular o‘zlari uchun kerak bo‘lgan organik moddalarni anorganik moddalardan (suv, karbonat angidridi, oltingugurt va azotning anorganik birikmalari) sintez qila oladilar. Avtotrof ham fotosintezlovchi va ximosintezlovchi guruhlarga bo‘linadi. Birinchisi, organik moddalarni sintez qilishda quyosh energiyasidan foydalansa, ikkinchisi guruh organizmlar esa ekzotermik kimyoviy energiyadan foydalanadilar (vodorod, oltingugurt vodorod, ammiak va shunga o‘xshash moddalarning oksidlanishidan ajralib chiqqan energiya hisobiga amalga oshadi. Barcha yashil o‘simliklar fotosintezlovchi organizmlarga kirsa ximosintezlovchilarga esa oltingugurt, vodorod, temir bakteriyalar hamda azot to‘plovchi bakteriyalar kiradi. Tabiatda fotosintezlovchi avtotrof organizmlarning roli beqiyosdir. Biosferadagi asosiy biomassani ular hosil qiladilar. Bir yilda bu organizmlar tomonidan hosil bo‘ladigan biomassaning hajmi ulkan bo‘lib, shundan 2/3 qismini quruqlikdagi yashil o‘simliklar beradi. Ximotrof o‘simliklar guruhiga kiruvchilar oziqlanishi uchun zarur bo‘lgan energiyani kimyoviy reaksiya natijasida hosil bo‘lgan energiya hisobiga oladi. Bu jarayon ximosintez deb ataladi. Bu hodisani fanda birinchi marta 1887 yilda S.N.Vinogradskiy kashf etgan. Geterotroflar - hayoti uchun zarur bo‘lgan birikmalarni mineral moddalar (CO 2 , H 2 O) dan sintez kilmay, tayyor organik moddalar bilan oziqlanadigan organizmlardir. Parazitlik qilib yashovchi ayrim yuksak o‘simliklar, zamburug‘lar, ko‘pchilik mikroorganizmlar, hamma hayvonlar va odam geterotrof organizmlarga kiradi. Oziqni olishiga ko‘ra geterotroflar golozoynilarga (hayvonlar) va osmotroflarga bo‘linadi. Birinchi guruh geterotroflar qattiq zarrachalar bilan oziqlansa, ikkinchi guruhlar esa (zamburug‘lar, bakteriyalar) suvda erigan moddalar bilan oziqlanadi. Geterotrof organizmlar turli xil ekologik muhitda hayot kechirishlari mumkin. Shuning uchun bo‘lsa kerak, ularning turlari avtotroflarga qaraganda ko‘proq uchraydi. Birok hosil qiladigan biomassasi avtotroflarga qaraganda ancha kamdir. Geterotroflar tabiatda biomassaning ikkilamchi mahsulotini hosil qiladilar. Avtotrof organizmlar sintez qilgan hamda kishilar faoliyati natijasida ishlab chiqarishda sintez qilingan barcha organik moddalar geterotroflar ishtirokida parchalanib mineral moddalargacha (CO 2 , H 2 O) aylanadi. Avtotroflar bilan birga bu organizmlar oziqlanish nisbatlari bilan uzviy bog‘langan yagona biologik sistemani tashkil qiladilar. Miksotroflar (yunoncha mixtos - aralash) tayyor organik moddalar bilan oziqlanadilar, shu bilan birga ular organik moddalarni sintez kilish xususiyatlariga ham egadirlar. Masalan, yashil evglena yorug‘likda avtotrof, qorong‘ilikda esa geterotrof oziqlanadi. Yüklə 1,32 Mb. Dostları ilə paylaş:
|