I BOB. MOLEKULYAR BIOLOGIYA FAN SIFATIDA
1.1.
§.
Molekulyar biologiya fanining mohiyati, maqsadi,
vazifalari va rivojlanish tarixi.
Molekulyar biologiya fani umumiy biologiya, organik kimyo va fizika
fanlarining g‘oyalariga asoslanib, ularning uslub
iyoti asosida va xalq
x
o‘
jaligining umumbiologik muammolari va tibbiyotning ayrim sohalariga
tegishli masalalarni yechishda ilmiy izlanish yо‘llarini o‘
rgatadi. Hayotni
paydo bо‘lishini molekulyar darajada о‘rganadi, ya’ni tirik organizmlarning
asosiy xoss
alari, о‘sishi va rivojlanishi, kо‘payish va differensiyalanish,
irsiyat va immunitet, harakatlanish va tashqi muhitga moslashish va boshqa
juda kо‘p biologik makromolekulalarning molekulyar asosini о‘rganishga va
tushuntirishga qaratilgan fan.
Bu fan eng avvalo nuklein kislotalarning, oqsillar va boshqa
makromolekulalarning
strukturasini,
shuningdek
eng
muhim
hujayra
komponentlari yadro, plazmatik membrana, mitoxondriyalar, golji kompleksi,
lizosomalar, ribosomalarning strukturaviy tuzilishi bilan ularning bajaradigan
funksiyasi orasidagi bog‘lanishni о‘rganadi.
Molekulyar biologiya hayotiy hodisalarni makromolekulyar, yani oqsil
va nuklein kislotalar yoki juda sodda tuzilishga ega b
o‘
lgan hayotiy obyektlar
–
hujayra komponentlari, ya’ni mitoxondriy, xloroplast, ribo
soma, yadro,
hujayra membranalari, viruslar va prionlar darajasida tekshiradi.
Shu bilan birga hozirgi zamon molekulyar biologiya fanining yutuqlarini
tushuntirib berish va metadalogik aspektlarni yoritishdan iborat. Ushbu fanni
chuqur о‘zlashtirishda nazariy bilimlar bilan amaliy mashg‘ulotlar
uyg‘unlashtirilgan holda amalga oshiriladi.
Molekulyar biologiya 20-asrning 50-yillarida biokimyo fanidan ajralib
chiqdi va mustaqil fan sifatida shakllandi. Molekulyar biologiya terminini
birinchi marta ingliz olimi U.Astberi qoʻllagan. Molekulyar biologiyaning
vujudga kelishi koʻpincha F.Krik va J.Uotson tomonidan 1953
-yilda DNK
molekulasi gipotetik m
odelining kashf etilishi bilan bogʻlanadi. Bu modelda
6
DNK ning biologik funksiyasi uning kimyoviy tuzilishi bilan bogʻliq ekanligi
koʻrsatilgan. Shuni taʼkidlash kerakki, DNK molekulasi oʻzida irsiy axborotni
saqlashi haqidagi dastlabki maʼlumot 1944
-yilda O.Everi va uning xodimlari
tomonidan aniqlangan. Molekulyar biologiyaning shakllanishida genetika,
mikrobiologiya, virusologiya sohasidagi tadqiqotlar katta ahamiyatga ega
boʻldi. Shu bilan birga aniq
fanlar fizika, kimyo, matematika, kristallografiya
va ayniqsa, rentgen struktura taxl
ili boʻyicha erishilgan yutuqlar molekulyar
biologiyaning rivojlan
ishiga ijobiy taʼsir koʻrsatdi.
Molekulyar biologiya
sohasidagi kashfiyotlarga ayrim oqsillarning strukturaviy tuzilishi va ular
bajaradigan funksiyasi bilan strukturasi oʻrtasidagi bogʻlani
shning aniqlanishi
(M.Peruts, J.Kendryu, F.Senger, K.Anifensen, Y.Ovchinnikov va boshqalar),
nuklein kislotalar va ribosomalarning tuzilishi hamda biologik funksiyalari
mexanizmlarning oʻrganilishi (J.Uotson, F.Krik, R.Xolli, N.A.Belozerskiy,
A.Bayev), qaytar transkriptaza fermentining kashf etilishi (X.Temin,
D.Baltimor), genetik kodning maʼno
si ochib berilishi (M.Nirenberg, S.Ochoa),
oqsil biosintezining asosiy bosqichlari (F.Krik, F.Jakob, J.Mono, A.Spirin) va
nuklein kislotalarning hosil boʻlish mexaniz
mlari aniqlanishi (A.Korenberg,
S.Ochoa),
viruslarning
strukturaviy
tuzilishi
va
ular
replikatsiyasi
mexanizmlari hamda genetik muhandislik metodlarining ishlab chiqilishi
(P.Berg, V.Arber, G.O.Smit, D.Natane), genning sintezlanishi (X.Korana),
prionlarning strukturaviy va funksional xususiyatlari aniqlanishi (S.Prusner),
odam genomining toʻliq oʻrganilishi va embrional oʻq hujayralarining kashf
etilishi (M.Evene, J.Tompson, J.Bekker) misol boʻla oladi.
Oʻzbekistonda molekulyar biologiyaning rivojlanishi oʻ
tgan asirning 60-
yillariga toʻgʻri keladi. Uning rivojlanishi biokimyo sohasidagi tadqiqotlar
bilan chambarchas bogʻliq. Molekulyar biologiya fan sifatida dastlab hozirgi
OʻzMU ning biokimyo kafedrasida 1966
-
yildan oʻqitila boshlandi.
Molekulyar biologiya soxasidagi ilmiy-tadqiqot ishlari
Oʻzbekiston
Fanlar akademiyasi Biokimyo instituti
faoliyati bilan bogʻliq. Bu sohada
erishilgan yutuqlarga olimlarimizdan
Y.Toʻraqulov
, A.Ibragimov, T.Soashov,
7
B.Toshmuhamedov, A.Abdukarimov, M.Raximov, Sh.Solihov, Sh.Azimova,
T.Yusupov,
O.Odilova va boshqa katta hissa qoʻshgan. Molekulyar biologiya
qishloq xoʻjaligida
(koʻp mahsulot beradigan zotlar va hosildor navlar olish
maqsadida hayvon va oʻsi
mliklarning irsiy apparatni boshqarish va
yoʻnaltirilgan oʻzgarishlar hosil qilishda), mikrobiologiya sanoati (biologik
faol polipeptidlar, oqsillar va aminokislotalarni bak teriyalar yordamida
sintezlash)da, tibbiyot turli sohalari (virusologiya, immunolog iya) ning
nazariy asosi sifatida katta amaliy ahamiyatga ega. Hozirgi davrda molekulyar
biologiya oldida xavfli oʻsmalar va irsiy kasalliklarning molekulyar
muammolarini oʻrganish, ularning oldini olish, katalitik reaksiyalar,
gormonlar, zaharli va dorivor
moddalar taʼsirining molekulyar mexanizmlarini
aniqlash, xotira mexanizmi va nerv jarayonlari tabiatini aniqlash kabi
muammolarni hal qilish vazifalari turibdi. Molekulyar biologiya biokimyo,
biofizika, bioorganik kimyo va biotexnologiya bilan birga biologiyaning bitta
u
mumiy yoʻnalishi boʻlgan fizik
-kimyoviy biologiyaga kiradi.
Molekulyar biologiya kompleks fan hisoblanadi, chunki u yuksak
molekulyar organik birikmalarning tuzilishi haqidagi eng sо‘nggi ilmiy
ma’lumotlariga asoslanadi.
Shunday qilib, molekulyar biologiya evolyutsiya qanday borishini, uning
mexanizmini ochib beradi, ya’ni jonli organizmlar uchun xos bо‘lgan
rivojlanish fenomenini ham molekulyar tekislikda oqsillar va nuklein
kislotalarning о‘zaro munosabati, reaksiyalari shaklida ifodalaydi.
Molekulyar bio
logiyaning ilmiy tadqiqot ishlarida keng qо‘llaniladigan
metodlari va asboblari: elektron mikroskop, ultratsentrifuga, rentgen -struktura
analizi, xromotografiya, elektroforez, nishonlangan atomlar va boshqalar.
XX asrning 2-
yarmida kо‘plab mamlakatlarda о‘limga sababchi bо‘lgan
turli yuqumli kasalliklar (vabo, о‘lat, chechak) yо‘qotildi. Ammo keyingi
vaqtda yuqumli kasalliklar kamaygan bо‘lsa, rak, yurak qon tomir
sistemalarining jarohatlanishi, moddalar almashinuvi kasalliklari, ruhiy va
nasliy (irsiy) kas
alliklar juda ham kо‘paydi. Tirik sistemalarning strukturaviy
8
tuzilishi va funksiyasini mukammal о‘rganilgandagina, kasalliklarning
tabiatini tо‘g‘ri aniqlanadi va davolanadi yoki kasalliklarni oldini olish
mumkin.
Molekulyar biologiya va gen injenerligining turli tarmoqlari nihoyatda
jadallik bilan rivojlanmoqda, birinchi darajali ahmiyatga ega masala -
insonning jismoniy va ruhiy holati, funksiyasi, imkoniyati boshqarilishi
molekulyar asosini tushunishdir.
Molekulyar biologiyaning asosiy maqsadi hayotiy jarayonlarning asosini
tashkil qiluvchi
–
irsiyat, о‘z
-
о‘zini yaratish, oqsillarning biosintezi,
qо‘zg‘aluvchanlik, о‘sish va rivojlanish, axborotni saqlash va uzatish,
energiya
almashinuvi,
harakatlanish
va
boshqalarning
asosida
biopolimerlardan oqsil va nuklein kislotalarning faoliyati asosida namoyon
bо‘ladi.
Molekulyar
biologiyaning
boshqa
sohalaridan
farqi
makromolekulalarning biologik vazifasini uning strukturasi va fazoviy
konfiguratsiyasiga bog‘liq ekanligi asosida tadqiq
-izlanishlariga olib boradi.
Demak, biror biologik funksiyaning namoyon bо‘lishi molekulalarning
fizikaviy-
kimyoviy о‘zgarishga bog‘liqligi asosida kelib chiqadi. Hayotiy
jarayonlar fizikaviy-
kimyoviy qonuniyatlardan ustun bо‘lsa ham biologik
hodisalarni tadqiq qilishda molekulyar biologiyani asosiy metodologiyasi
fizikaviy-
kimyoviy g‘oyalarga asoslandi.
Hozirgi kunda molekulyar biologiya eng sodda va murakkab organizmlar
tarkibida bо‘lgan hujayra yadrosi, mitoxondriya, ribosoma, xromosoma,
hujayra membranalari alohida ajratilib, ularning faoliyatini atom va
molekulyar nuqtai nazardan о‘rganmoqda. Bir vaqtda ham jonli ham jonsiz
bо‘lgan viruslar va bakteriyafaglarning hayoti jarayonlarini belgilovchi
nuklein kislatalar va oqsillar ham molekulyar asosida har tomonlama tadqiq
qilingan. Molekulyar biologiya fanining poydevorini genetika, biokimyo,
fiziologiya va bо‘lak biologik jarayonlar tashkil etadi. Molekulyar
biologiyaning rivojlanishi molekulyar genetika bilan chambarchas bog‘liq
bо‘lsa ham, mazkur fan alohida shakllanib mustaqil soh
a sifatida faoliyat
9
kо‘rsatmoqda. Molekulyar biologiyaning biokimyodan farqi shuki, biokimyo –
kimyoviy moddalarning muayyan biologik jarayonlardagi roli, ularning modda
almashinuvidagi tutgan о‘rnini aniqlash, asosiy urg‘u ularning kimyoviy
tuzilishi asosida reaksion qobiliyati aniqlanadi. Biokimyoda mazkur jarayonlar
tizimini belgilashda asosiy о‘rinni yetikchi kimyoviy bog‘lar hal qiladi. Xuddi
shunday fikrni Nobel mukofotining sovrindori L.Poling shunday tariflaydi:
«Hayotiy jarayonlarning poydevorini t
ashkil
qiladigan
biokimyoviy
tizimlarning asosini yakka molekuladagi har xil kimyoviy bog‘lar va
molekulalar о‘rtasidagi ta’sir kuchlari (elektrostatik, vann
-dervals, vodorod
bog‘lari va boshqalar) yetakchi о‘rinni egallaydi». Yana shuni ta’kidlash
kerakki, biokimyoviy tadqiqotlar, kimyoviy tenglamalar asosida bir
yо‘nalishda ikki о‘lcham asosida ta’riflanadi. Molekulyar biologiyaning о‘ziga
xosligi esa uning uch о‘lchamligidir.
| 