DNK (dezoksiribonuklein kislota) yoxud asrning eng katta ilmiy yutuqlaridan biri haqida
DNK strukturasi, DNK strukturasining kashf qilinishi, DNK molekulasi va DNK qo'sh spirali hamda uning kashf etilishi haqida bilib oling.
6 min
12.06.2023
Kimyo

DNK molekulasi qoʻsh spiral shakliga ega boʻlib, ushbu qoʻsh spiraldagi har bir zanjir yangi molekulalarni yigʻish uchun matritsa vazifasini bajaradi.

Hozirda hammamiz yaxshi bilamizki, DNK molekulasi barcha tirik organizmlarning irsiy axborot tashuvchisi hisoblanadi va DNK molekulasini tasvirlovchi qoʻsh spiral shakli eng mashhur ilmiy ramzlardan biriga aylanib ulgurgan. DNKning kashf qilinishi ham boshqa qator buyuk kashfiyotlar singari faqatgina bir olimning mehnati mahsuli boʻlmay, balki uzoq yillar mobaynida juda koʻplab ilmiy guruhlar va olimlar tomonidan olib borilgan izchil izlanishlar, eksperimental tadqiqotlar mahsulidir.

Masalan, irsiy axborot tashuvchisi avval oʻylaganimizdek, oqsillar emas, balki aynan DNK molekulasi ekanini Xershi-Cheyz eksperimenti isbotlab bergan edi. 1920-yillarga kelib esa asli rossiyalik boʻlgan AQSh biokimyogar olimi Fibus Levin (1869—1940-yillar) tomonidan DNK molekulasini tashkil qiladigan asosiy unsurlar bu besh atomli dezoksiriboza shakari, fosfat guruhi va toʻrt xil azotli asos – timin (T), guanin (G), sitozin (C) va adenindan (A) iborat boʻlishi aniqlandi.

1940-yillar oxirida esa asli avstriyalik boʻlgan yana bir AQSh biokimyogari Ervin Chargraff (1905—2002-yillar) DNKda timin va adenin miqdori teng boʻlishini, shuningdek, guanin va sitozin ham oʻzaro teng miqdorda boʻlishini aniqladi. Biroq aytish kerakki, DNK molekulasidagi timin/adenin nisbati va guanin/sitozin nisbatlari har bir tur uchun oʻziga xosdir.

Mezelson-Shtal eksperimenti

1950-yillar boshida DNK tabiatini yanada yaxshiroq ochib beradigan ikkita fakt oshkor boʻldi. Avvaliga amerikalik kimyogar Laynus Poling (1901—1994-yillar) uzun zanjirli molekulalarda, masalan, oqsillarda molekulani spiral shaklida burashga qodir bogʻlar yuzaga kelishi mumkinligini isbotladi. Taxminan oʻsha paytning oʻzida Londondagi laboratoriyalarning birida olimlar Rozalinda Franklin hamda Moris Uilkins tomonidan rentgenoskopik analiz vositasida DNKning spiralsimon strukturaga ega ekani aniqlandi. Bunda ular Bregg qonunini [MQ1] tatbiq qilishning takomillashtirilgan usulidan foydalangan.

Oʻsha paytda amerikalik yosh biokimyogar mutaxassis Jeyms Uotson Angliyaga, Kembrijda nazariyotchi fizik Frensis Krikka shogird tushish uchun yetib kelgan edi. Ular birgalikda metalldan yasalgan turli modellar bilan eksperimentlar qilib koʻrib, DNK molekulasining turli komponentlari asosida uning uch oʻlchamli modelini yasashga urinib koʻrdi.

Uotson va Krik olgan natijani tasavvur qilish uchun uzun spiralsimon zinapoyani koʻz oldingizga keltiring. Ushbu zinapoyaning vertikal ustunlari shakar molekulasi, kislorod va fosfordan tarkib topgan. Molekuladagi muhim funksional axborotni zinapoyadagi pillapoyalar tashiydi. Ular ikkita molekuladan tashkil topgan boʻlib, bu molekulalarning har biri vertikal ustunlardan biriga birikadi. 

Bu molekulalar toʻrtta azotli asoslar boʻlib, tarkibida boshqa asoslar bilan ikki yoki uchta vodorod bogʻlarini hosil qila oladigan uglerod, azot va kislorod atomlaridan tuzilgan yakka, yoki ikkitalik halqa shaklida boʻladi. Ushbu molekulalarning shakli ularga bogʻlanishlar hosil qilish imkonini beradi, lekin bu bogʻlanishlar faqat muayyan turda boʻladi, masalan, adenin timin bilan va guanin sitozin bilan. Boshqacha bogʻlanishlar hosil boʻla olmaydi. Shunga koʻra, har bir pillapoya faqat adenin-timin, guanin-sitozin shaklida boʻladi xolos. Endi shunday zinapoyani ikkala uchidan tutib turib, uni burasangiz, DNK qoʻsh spirali hosil boʻladi.

DNK qoʻsh spirali. Rasm OpenStaxCC BY 3.0 dan oʻzgartirilgan.

DNK molekulasining bir zanjiridagi pillapoyalarni sanab chiqish orqali siz asoslarning ketma-ketligini hosil qilishingiz mumkin. Buni goʻyoki faqat toʻrtta harfga ega alifbo yordamida kodlangan xabar deyish mumkin va aynan ushbu kod hujayralarda yuz beradigan kimyoviy oʻzgarishlarni belgilaydi. Shu orqali mazkur hujayraning egasi boʻlgan tirik organizmning xossalarini ham tayin qiladi.

Spiralning narigi zanjirida siz boshqa hech qanday yangi axborotni topa olmaysiz. Chunki bunda sizga bir zanjirdagi asos maʼlum boʻlsa, unda narigi zanjirdagi axborotning qanday boʻlishini aniq bilsa boʻladi. Maʼlum maʼnoda aytish mumkinki, qoʻsh spiralning ikkita zanjirining bir-birga nisbati xuddi buyum va uning koʻzgudagi tasviri yoki fotosurat, uning negativi singari boʻladi deyish mumkin.

DNK strukturasini kashf qilgan Uotson va Krik DNK molekulasining hosil boʻlishini ifodalaydigan xuddi shunday usul — hujayraning boʻlinishida ham shu tarzda sodir boʻlishini tushunib yetdi. Unga koʻra, DNKda spiralsimon bunday zanjir shakli genetik materialdan nusxa koʻchirishning mexanizmi sifatida xizmat qiladi.

Nusxa koʻchirishning bu mexanizmi esa DNK strukturasining oʻzida mujassam boʻlgan. Hujayra boʻlinishga kirishgan paytda avlod hujayralar uchun qoʻshimcha DNK kerak boʻladi va bunda fermentlar DNK zinapoyasini choʻzishni boshlaydi. Yana bir boshqa tur fermentlar esa boʻlinayotgan hujayrani oʻrab turgan suyuq muhitga zaruriy asoslarni keltirib joylashtirishga kirishadi va bunda mos ravishda adenin, guanin, timin va sitozinlarga muvofiq keladigan juftliklarni hosil qila boshlaydi. Natijada choʻzilgan va buning natijasida uzilgan DNK zanjiridagi har bir pillapoyalarga oʻziga muvofiq keladigan yangi asoslar kelib ulanadi va oqibatda ikkita bus-butun DNK molekulasi yuzaga keladi.

Barcha buyuk kashfiyotlar, uni amalga oshirgan olimlarning oʻz mehnatidan tashqari, mazkur sohaning poydevorini qoʻygan undan avvalgi olimlarning mehnati mahsuli boʻladi. Shu oʻrinda amalga oshirilgan oʻsha buyuk kashfiyotning oʻzi ham keyingi koʻp yillik, yangidan yangi tadqiqot va gʻoyalarga “qanot beradi”. Chunki bunda olimlar olingan yangi ilmiy bilimlarni ilm-fanning yanada ilgʻor harakatlanishi uchun qoʻllay boshlaydi. 

Shu asosga koʻra aytish mumkinki, DNK qoʻsh spiralining kashf qilinishi ham keyingi yarim asr uchun molekulyar biologiya va irsiyat fanlarining mislsiz rivojlanishiga katta turtki bergan. Xususan, aynan ushbu fanlar rivoji tufayligina “Odam genomi” (The Human Genome Project — HGP) loyihasi muvaffaqiyatli amalga oshirildi.


Maqola orbita.uz saytidan olindi. Original maqola → DNK
Muqova surat: freepik.com

Matnda xato topdingizmi? Kerakli matnni belgilang va CTRL+ENTER tugmalarini bosing.

Eng so‘nggi maqolalarni o‘tkazib yubormang!
Telegram kanalamizni kuzatib boring!