BIOLOGIK KIMYO FANINING MAQSADI VA VAZIFALARI, METODLARI VA RIVOJLANISH TARIXI REJA: 1. Biokimyoning o’rganish ob’ekti uning ahamiyati va boshqa fanlar bilan aloqadorligi. 2. Fanning rivojlanish tarixi va uning sohalari. 3. Hujayraning tuzilishini o’rganish va uning a’zolari haqida ma’lumot. Tayanch iboralar: biologik kimyo, Organik ximiya, hujayrasi mag’iz, sitoplazma, hujayra posti, plastidalar, plazmodesta, hujayra oraliqlari, mitoxondriya. Nazariy qism: Hujayra komponentlarining fraksiyalarga bo’lish va uning ximyaviy tarkibi.Bioximiya tirik organizmlarning rivojlanib borishi va funksiyalarning ado etib turishiga asos bo’lgan molekulyar protseslarini o’rganadi. Bioximiya «molekulyar» fanlar, ximiya, fizik-ximiyaviy, molekulyar fizik metodlaridan foydalanadi va shu jihatlariga ko’ra bioximiyaning o’zi ham molekulyar fan bo’lib hisoblanadi. Lekin bioximiya fani o’rganib chiqish ob’ekti asosan biologiya faniga tallauqlidir va fanning keyingi yillarda erishgan yutuqlaridan biologiyani ayrim yangi sohalari molekulyar biologiya va genetika biotexnologiyada keng foydalanilmoqda. Demak, fanning asosiy vazifasi tirik organizmlarning ximyaviy tarkibi hamda ularda o’tadigan va ularning hayotchanligi uchun muhim ahamiyatga ega bo’lgan ximyaviy jarayonlarni o’rganishdan iborat. Bu jarayonlarni asosini organizm va uning tarkibiy strukturalaridagi moddalar va energiya almashinuvi tashkil etadi. Ma’lumki har qanday tirik organizm xayotini asosini modda almashinuvi jarayoni tashkil etadi. Bu jarayon ozuqaviy mahsulotlar va moddalardan shu organizmga hos bo’lgan yangi organik sintezlanish assimlyatsiya va organizmdagi organik moddalar bir vaqtning o’zida qayta parchalanish dissimlyatsiyadan iborat. Bular organizmda bir vaqtning o’zida sodir bo’lib moddalar aomashinuvini ajralmas ikki tomonini tashkil qiladi. Bioximiya fani boshqa fanlarga nisbatan ancha yosh fan bo’lib XIX asrning oxiri va XX asrning boshlarida mustaqil fan sifatida ajralib chiqgan. Shu davrgacha bioximiyaga oid masalalarni organik ximiya va fiziologiya fanlari har tomonlama o’rganib kelgan. Organik ximiya tarkibida uglerod elementinini tutuvchi brikmalarning hususiyatlarini tuzilishi va sintez qilish yo’llarini o’rgatadi. Bu moddalar esa asosan tirik organizmlarda tarqalgan. Fiziologiya esa organizmda va uning ayrim qismlari organlarida, to’fqima va hujayralarida o’tadigan hayotiy jarayonlar bilan birga moddalar almashinuviga aloqadaor bo’lgan ximyaviy reaksiyalarni biologik ahamiyatini ham o’rganadi. Shunday qilib bioximiya organik ximiya bilan fiziologiya fani taraqqiyoti yoki hosilasidir. Hozirgi kunda esa u o’zining alohida tekshirish usullariga ega bo’lgan fandir. Bioximiya fani o’z harakteri jihatdan tibbiyot faglari jumlasiga ham kiradi. Bioximiya ma’lumotlariga ega bo’lmasdan turib tirik organizmdagi moddalar almashinuvini patologik o’zgarishlarini anglab bo’lmaydi. XX asrning o’rtalariga qadar meditsinaning nazariy negizini asosan morfologik va fiziologik fanlar tashkil etardi. Hozirda bularga meditsina bioximiyasi qo’shildi. U barcha umumbioximiyaviy yo’nalishlarni asosan inson salomatligi va kasalliklarga aloqadjor qismini o’z ichiga oladi. Bioximiya fani fiziologiya, organik ximiya, farmokologiya, mehnat gigenasi, fizkultura, mikrobiologiya, veterinariya, genetika fanlari bilan chambar-chas bog’liqdir. Bioximiya sohasida keyingi yillarda erishilgan natijalar va yutuqlar asosida molekulyar biologiya va gen injineriyasi kabi biologiyani yosh sohalari paydo bo’ldi. 2. Bioximiya tarixini ba’zi birikmalar mochevina, limon kislota, olma kislota va boshqa moddalar organizmlarda birinchi marta sof holda ajratib olingan paytdan XVIII asrning ohirlaridan boshlangan deb hisoblash mumkin. O’sha zamonlarda bu moddalar haqida ularning organizmda paydo bo’lish tartibi haqida tasavvurlar yo’q edi. Bioximiya taraqqiyotining uzoq to XX asr o’rtalarigacha davom etgan davri tirik tabiati yangidan-yangi moddalarni kashf etish ularning tuzilishini va organizmlarda qanday o’zgarishlarga uchrashini tekshirish bilan o’tdi. Shu davrda oqchilldar va nuklein kislotalarning umumiy tuzilishi plani va moddalarning organizmda ximyaviy o’zgarishlarga uchrashi yo’lini do’rganish katta ahamiyatga ega bo’ldi. O’sha darvda bioximiya sohasida erishilgan natijalarni qo’llashni oshishi sababli fan yanada tabaqalashda: Organizmlarning ximyaviy tarkibini o’rganadigan statik bioximiya; metobolizmni o’rganadigan dinamik bioximiya; ximyaviy protseslarning fiziologik fnuksiyalari bilan bog’lanishini o’rganadigan funksional bioximiya ajratila boshladi. ХХ asrning o’rtalari bioximiya tarixida o’zgarish yasagan bosqich bo’ldi. Bu davrda oqsillar va nuklein kislotalar yakka vakillarining tuzilishi bilan hossalarini har tomonlama o’rganishga tirik hujayradagi har bir yakka oqsil va nuklein kislota funksiyasini aniqlashga o’tishdan iborat bo’ldi. Funksional bioximiya oldingi davrda yuzaga kelib endigina rivojlana boshlagan bo’lsa hozirgi kunda bu bioximiyada yetakchi yo’nalish bo’lib qolmoqda. Organik ximiya bilan aloqalari avvalgidek saqlanib mustahkamlanib bormoqda. Lekin shu bilan birga bir vaqda bioximiyaning boshqa biologiyani sohalari sitologiya, fiziologiya, genetika bilan aloqalarining ahamiyati keskin ortib bormoqda. Hayoi faoliyatini fizik-kimyoviy va molekulyar fizik aoslarini o’rganadigan bioximiya sohasi fizik-ximyaviy biologiya deb ataladi. 1921 yilda akdemik A.N.Bax rahbarligida birinchi bo’lib sog’liqni saqlash xalq kamissarligiga qarashli biokimyo ilmiy tekshirish instituti tashkil qilindi va bu institut hozirda uning nomi bilan ataladi. Keyinchalik 1925 yilda A.V.Palladin rahbarligida Ukraina Respublikasi fanlar akademiyasida bioximiya instituti tashkil qilindi. Chet el olimlaridan D.J.Uotson, F.Sendjer, E.Chargaff, F.Krik kabilarning bioximiya sohasidagi ilmiy kashfiyotlari fanning rivojlanishiga katta hissa qo’shdi. Chet ela va rossiya olimlari bilan birga bir qatorda O’zbekistonda bioximiya faning turli sohalarini rivojlantirishga katta hissa qo’shgan olimlarimiz jumlasiga Yo.Х.Тo’raqulov, K.Х.Хojiyev, Т.S.Soatov, D.Х.Hamidoa, A.K.Mirhamidov kabilardir. O’z.R.F.A akademigi Yo.Х.Тo’raqulov birinchi bo’lib O’zbekistonda bioximiya institutini ochilishiga (1967) rahbarlik qilgan va uning birinchi direktori bo’lgan olimlarimizdandir. Olimning qalqonsimon bez garmonlari bioximiyasini hamda yod moddasini almashinuvi jarayonlari haqidagi qilgan kashfiyotlari dunyoga mashhurdir. O’z.R.F.A muhbir a’zosi professor Т.S.Soatovning lipidlar bioximiyasining o’rganish sohasida ilmiy izlanishlari katta ahamiyatga ega. Olimning membrana lipidlarini hujayra aktivligini boshqarish mehanizmidagi rolini o’rganish turli holdagi linosomalarning hosil bo’lishi va ularning organizmdagi dorivor moddalarnini tashishida transport rolini bajarish sohasidagi ilmiy izlanishlari diqqatga sazovordir. Molekulyar genetika sohasida O’z.Res.FA muxbir a’zosi professor A.Ibrohimov paxta oqsillari hamda ular genomlarning funksional aktivligini va ximyaviy tuzilishlarini o’rganish sohasida amalga oshirgan ishlari bioximiya fanidagi katta yutuqlaridir. Hujayralardagi organoidlar hajmi nixoyatda kichik bo’lishiga qaramay ular juda murakkab tuzilgan ХХ asrning 40 yillarigacha o’simlik hujayrasi mag’iz, sitoplazma, hujayra posti, plastidalar, plazmodesta, hujayra oraliqlari, mitoxondriya va vakuoladjan tashkil topgan deb kelingan edi. Elektr mikroskop kashf etilgandan keyin buyumni bir necha o’n va yuz ming marta kattalashtirib ko’rsatadigan imkoniyatga ega bo’lindi. Buning uchun dastlab hujayra organoidlarini bir biridan ajoratib olish zarur bo’lib qoldi. Bu masalani hal etishda minutiga bir necha ming marta tezlik bilan aylanadigan ultratsentrafugalar yaratildi. Elektron mikroskopda kuzatiladigan bumni juda nozik va millimikron bir o’lchamdagi organoid kesiklar tayyorlaydigan ultramikrotonlar kashf etildi. Elektr mikroskop ultiratsenrtafuga va ultramikrotonlar ishlatila boshlagandan keyin hjuayra tarkibida endoplazmatik to’r, retikulim ribasoma, diktasoma, Golji apparati, lizosoma, sferasoma va boshqa mayda tanachalarning borligi ularning tashqi va ichki tuzilishlari funksiyalvari aniqlandi. Metrik sistema bo’yicha bir mm 1 m ning mingdan biri (10-3m) bir mm ning mingdan bir mikron mikrometr (mkm 10-6m) 1 mkmning mingdan biri 1 nonometr (nm 10-9m) deb belgilandi. Juda kichik ob’ektlar atom molekulalar kattaligi ular orasidagi masofalar yanada kichikroq o’lcham angistrom (A) belgisi bilan ham ifodalanadi. 1A 1mm ning 10 milliondan bir mkmning 10 mingdan biri yoki 1 nonometrning 0,1 (10-10 m)ga teng. Hujayra va uning organellarining tuzilishini faqat kattalashtirib ko’rsatadigan shisha linzalar o’rnatilgan yorug’lik mikraskop va elektr oqimi bilan nurlatadigan elektr mikraskop orali tekshirish mumkin. Elektr mikroskopning prinsipial sxemasi yorug’lik mikroskopidan farq qilmaydi. Faqat elektr mikroskopda ob’etk to’lqin uzunligi taxminan 0,5 mkm yani 50 mm ga teng. Yorug’lik nurlari o’rniga to’lqin uzunligi juda kalta elektr oqimi bilan yoritiladi. Elektr mikroskopda elektronlar uchragan atom va molekulalar bilan to’qnashib o’z yo’lidan chetlashmasligi uchun albatta vaakum bo’lishi kerak. Elektronlar oqimining yo’nilishi kuchli elektr maydonlari yoki magnit maydonlari yordamida extiyojiga qarab o’zgartirish mumkin. Shunday qilib elektron mikroskopda ham yorug’lik mikroskopiga o’xshab ikki nuqta orasidagi masofani kattalashtiradigan linzalar ob’ektiv okulyar nurlarini yig’uvchi kondensari bor. Faqat yorug’lik linzalari o’rniga magnit linzalari qo’llaniladi. Elektronlar oqimlari hujayra komponentlari tomonidan ularning tig’izligidagi farqqa qarab turlicha yutilishi kesikdan o’tishi va qaytarilishi fotosezgir plastinka yo ekranga tushib ob’ektning fotosurati elektron mikrofotografiyasi hosil bo’ladi. Elektromikrofotografiyasi ob’ektlarning juda kattalashtirib ko’rsatadigan hujayra strukturalarining nafis tizimlarini to’la tasvirlash imkoniyatini beradi. Kattalashtirib ko’rsatadigan asboblarning ko’rish quvvati yaqin turgan alohida- alohida ko’riladigan ikki nuqta orasidagi masofa bilan belgilanadi. Odatdagi sharoitda bizning ko’zimiz ikki nuqta orasidagi masofa 0,1 mm dan kichik bo’lganda ularni ayrim nuqtalar shaklida ko’ra olmaydi. Ko’rish asboblarining ko’rish quvvati esa ob’ektivga yo’naltirilgan nur to’lqini uzunligiga bog’liq bo’ladi. Hujayradagi ro’y beradigan jarayonlarni qanday borishini va ayrim strukturaviy birliklarning bu jarayonlarda ishtirokini aniqlash ham bioximiyada muhim o’rin tutadi. Buning uchun hujayra komponentlariga zarar yetkazmay ularni alohida-alohida ajratib olish katta ahamiyatga ega. Bu jarayonda dastlab gomogenezatorlar hujayra gomgenatga aylanadi. So’ngra hosil bo’lgan gomogenat ultiratsentrafugada alohida fraksiyalarga aylanadi. Bu bosqichni differensial sentrafugalash deyiladi. Bunda probirkalar ultiratsentrafugada katta tezlikda (1 minutda 75000) ta aylantirilganda og’irroq parchalar ka roq tezlik kichikroq markazdan qochish kuchi va qisqaroq vaqt davomida cho’ksalar yengilroq parchalar esa aksincha markazdan qochish kuchi tasirida zarralarning cho’kish tezligi sedementatsiyalar deyiladi. Hujayra komponentlarining ultiratsentrafugalashda cho’kish tezligi identifikatsiya koeffisenti deyiladi. NAZORAT UCHUN SAVOLLAR. 1. Fanning rivojlanish tarixi va bioximik olimlarning xayot va faoliyati. 2. Bioximiya ayrim sohalaridan ba’zilarini o’rganish ob’ektlari va ularni tekshirish usullaridan nimalarni bilasiz? 3. Hujayrani umumiy tuzilishi va uning o’rganish usullarini bilasizmi?