Өсімдіктер физиологиясы және биохимия непздері

Мұның бәрі РНК-ның белок синтезімен байланысты екендігін көрсетеді. Мұндай пікірді 1941 жылы Қасперсон мен Браше бір мезгілде дерлік айтқан болатын.

Рибосомалар — клеткадағы белок синтезін жүзеге асыратын орын. Егер клеткаға РНК-ны бұзатын рибонуклеаза ферментін енгізсе, белок синтезі тоқтайды (Браше).

1956 жылы Шрамм мен Френкель-Конрат лабораторияларында бір мезгілде РНК-ның белок синтезіндегі маңызы ашып көрсетілді. Олар тұңғыш рет темекі мозаика вирусын РНК мен белокқа

бөлді және РНК-ны темекінің өсіп тұрған сау жапырағына енгізді. Енгізілген РНК жапырақта ауру туғызды. Бұл жағдай енгізілген РНК-ның негізінде жапырақта вирус белогы синтезделгенін дәлел-деді. РНК-ның матрица екендігі көрсетілді. Матрица деген сөз баспа тәжірибесінен алынған. Белгілі бір басылымды шығарудан бұрын оның формасын шрифт теру арқылы салады. Оны матрица дейді. Соған ұқсас, белок түрін жасаудан бұрын оның тұлғасы РНК арқылы қаланады деп түсінеді. РНК-ның белок синтезіндегі матрицалық ролі туралы жорамал осылайша пайда болды. Бұл жорамалды соңғы 10 жылда көптеген жаңа фактілер растап шықты. Белок синтезі өте күрделі болып келеді, оған алуан түрлі

ферменттік системалар мен әр түрлі РНК қатысады. РНҚ-ның бірнеше түрлері белгілі.

Хромосомдық РНК мен тасымалдаушы мында 76—85 нуклео-тид болатындықтан, олар кіші молекулалық РНК-ға жатады. Оларға сондай-ақ 120 нуклеотидтен тұратын рибосомалық 5S-РНК да жатады.

Рибосомада ірі молекулалық РНК-ның 183-РНК және 25 S -РНК деп аталатын екі түрі болады, олардың әрқайсысында тиісінше 2000 және 4000 нуклеотид бар. Матрицалық немесе информациялық РНК (и-РНК) Құрамында ондаған мың нуклеотид болады.

2-сурет. Тасымалдаушы т-РНК құрылысының гипотетикалық моделі: А, Г, Ц, У —нуклеотид қышқылдары.

21

арқылы косақтала алады. Тасымалдаушы РНК (т-РНК) кейде 45-РНК деп те аталады, ол гиалоплазмада ерітілген. Оның қызметі амин қышқылдарын байланыстыру және оларды рибосомға жеткізу болып табылады. Әрбір амин қышқылын т-РНК-ның бір түрі

5 S-РНК-ның ролі жөніндегі мәліметтер аз, ол рибосоманың үлкен бөлшегінің құрамына кіреді. Оның молекуласы да беде жа-пырағы пішіндес деген жорамал бар.

Клетка РНК-сының бүкіл көлемінің 85 проценттейін рибосома-лық РНК (р-РНК) құрайды. Рибосомалық 25 S-РНК мен 18 S-РНК-ның құрамында метильденген нуклеотидтер болады. Оның атқаратын қызметі аз зерттелген. Оның молекуласының екінші деңгейлік структурасы спиральды болуы мүмкін деп есептейді. Матрицалық РНК (м-РНК) ерекше роль атқарады, ол ядро ДНК-сының бетінде синтезделеді. Ол информацияны ДНК-Ден рибосо-маларға тасымалдайды. Оның молекулаларының өлшемі әр түрлі, құрылысы бір тізбекті және құрамында кәдімгі А, Г, Ц, У нуклео-тидтері болады.

1.1.3 УГЛЕВОДТАР

Өсімдіктердің құрғақ затының көп бөлігін, яғни оның 85—90 процентін углеводтар құрайды. Молекуласының күрделілік дәре-жесіне қарай олар моносахаридтерге, олигосахаридтер мен поли-сахаридтерге бөлінеді. Гидролизге ұшырамайтын карапайым углеводтар моносахаридтерге жатады. Моносахаридтер қалдықта-рының шағын мөлшерінен тұратын қанттар олигосахаридтерге жатады, олар тиісінше ди-, три-, тетрасахаридтер деп аталады. Полисахаридтердің молекуласы моносахаридтердің көптеген мөл-шерінің қалдықтарынан тұрады, мұның үстіне олардың полимер-лену дәрежесі әр түрлі болады. Өсімдіктерде көп кездесетін угле-водтың түрлерін жекелей қарастырып көрейік.

1.1.3.1. Моносахаридтер. Моносахаридтер молекуладағы көміртек атомдарының мөлшеріне қарай ажыратылады да, осыған орай триоза, тетроза, пентоза және т. с. с. болып аталады. Өсімдіктерде неғұрлым жиі кездесетін триоза — глицерин

альдегиді және диок-сиацетон; тетроза — D-эритроза, D — эритруллоза; пентоза — L-арабиноза, D -ксилулоза, D -рибоза, D -рибулоза, D -дезоксирибоза; гексоза — D -глюкоза, D -фруктоза, D -манноза, L-галактоза, L-сорбоза, L-рамноза; гептоза — D -седогептулоза, D -манногептулоза. Бұл моносахаридтердің кепшілігі есімдіктерде бос күйінде болмайды, бірақ полисахаридтер мен басқа да қосылыстардың құрамына кіреді. Өсімдіктер клеткасында айтарлықтай мөлшерде жинақталатын.

D - глюкоза мен D -фруктоза бұл қағидаға бағынбайды. Мо-носхаридтердің жалпы қасиеттері арасында стереоизомерлік, фосфор қышқылдарымен әрекеттесе эфир түзушілік, альдегид және спирт топтарын тотықтыру арқылы уран және қышқылдарын түзушілік қаситтерінің биологиялық зор маңызы бар. Егер моносахаоидтің құрамында ассиметриялы көміртек атомы бар болса онда ол моносахарид әр түрлі стереоизомерлер түрінде кездесуі мүмкін. Ассиметриялы көміртек атомының барлық валенттіліктері атомдардың әр түрлі топтарымен алмастырылады. Ол топтар көміртек атомының айналасындағы кеңістікте түрліше орналасуы мүмкін. Мұндай жағдайларда белгілі бір қосылыстың өзі бірнеше вариант түзеді. Мысалы:

D (+)глицерин L (-) глицерин

альдегиді альдегиді

Химнялық құрамы жөнінен бірдей, бірақ ассиметриялы көмір-тек айналасындағы топтардың кеңістікте орналасуы жөнінен айыр-машылығы бар заттар стереоизомерлер деп аталады. Ассиметриялы көміртек жұлдызшамен белгіленеді. Стереоизомерлердің негізгі айырмашылықтары мынада: олардың ерітінділері арқылы полярланған сәулені өткізгенде, олар сәуленің поляризация бағы-тын оңға немесе солға қарай бұрады.

Бірінші деңгейлік спирт тобына жақын орналасқан С атомының топтары D -глицерин альдегиді секілді орналасқан барлық моноса-харидтер D -қатарына жатқызылады. Табиғатта негізінен D –

қатарының моносахаридтері таралған, ал L- қатарының моносахаридтері өте сирек кездеседі. Бұру бағыты плюс және минус таңбаларымен, оңға қарай бұру ( + ) және солға қарай бұру (—) таңбаларымен белгіленеді. Оңға қарай бұру бағыты оның О-қатарына жататындығымен әрқашан да сәйкес келе бермейді. Мысалы: .С-сүт қышқылы сәулені солға қарай бұрады.

D(- ) сүт ңышңылы Х( -) сүт қышқылы

D және L-стереоизомерлері энантиоморфалар деп аталады, олар бір-бірінің айнадағыдай шағылысқан бейнесі болып табылады.

Моносахарлар тізбек түрінде болумен қатар, циклді.формалар түрінде де кездеседі. Карбонил көміртек атомы гидроксилдердің

23

бірімен эрекеттеседі, осының нәтижесінде циклді полуацетал түзіледі. Полуацетальды байланыс төртінші немесе бесінші

5 көміртек атомы бар шеңбер түзіледі. Егер шеңберде 5 көміртек атомы болса, ол пираноза деп аталады, 4 көміртек атомы болса фураноза деп аталады. Себебі олар 4 көміртек атомды фуран және 5 көміртек атомды пиран шеңберлерінің туындысы болып табылады.

а- D -глюкоза в- D -глюкоза

фруктофүраноза

Моносахаридтердің а және в формаларында белгілі бір мән бар. Олар өсімдіктерде кең тараған ферменттерге қарағанда күрт

24

ерекшеленетін тиісті туындылар түзеді. Ол туындыларды гликозид-

Өсімдіктердің түрлі углеводтарының алмасуында тағы да бір стереоизомерлер маңызды роль атқарады. Оларды эпимерлер деп атайды. Мысалы: глюкозаның эпимері галактоза. Олардың төртінші көміртек атомының кеңістігінде Н және ОН топтары әркелкі орналасқан. Сол сияқты рибулезаның эпимері ксилулоза және т.с. с. Эпимерлер бір-бірінен бір ғана көміртектің конфигурациясымен ерекшеленеді.

Қышқылдармен әрекеттесе отырып моносахаридтер күрдел эфирлер түзеді, олардың кейбіреулері зат алмасуында маңыздь роль атқарады. Мәселен, глюкоза-1-фосфат, фруктоза 1-6-дифосфат тыныс алу және фотосинтез процестеріне қатысады.

Моносахаридтердін, тотығуы кезінде реакция жағдайларына қарай әр түрлі өнімдер түзіледі. Егер D -глюкозаның альдегид тобы тотықса, альдон қышқылы түзіледі. Мысалы, глюкоза глюкон қышқылын түзеді.

D –глюкон қант галакгурон

қышқылы қышқылы қышқылы

Моносахаридтердің бірінші деңгейлік спирт тобы СН₂ ОН ғана тотықса урон қышқылы түзіледі. Глюкозадан — глюкурон, манно-задан — маннурон, галактозадан — галактурон қышқылы түзіледі. Урон қышқылы өсімдіктерде оңай түзіледі де, сілемей мен полисахаридтердің құрамына кіреді, оларды полиуронидтер деп атайды.

Өсімдіктерде неғұрлым кең таралған моносахаридтерге D -рибо-за, 2 дезокси- D -рибоза, D -ксилоза, D -глюкоза, D -фруктозалар жатады.