Bitkilərdə metabolizmin avtotənzimi

Bitkilərdə Metabolizmin Avtotənzimi— Biologiya elminə fizika, kimya, riyaziyyatın tədqiqat üsüllarının geniş tətbiqi canlı sistemdə gedən bir sıra ən mühüm hadisələri molekulyar səviyyədə öyrənməyə imkan vermişdir.

Müasir biologiyanın əldə etdiyi nailiyətlərdən biri də hüceyrənin tənzimləyici mexanizimləri haqda faktik matrealların toplanması və tənzimləyici mexanizimlər vasitəsilə hüceyrənin fəaliyyətini idarə etmək imkanı hesab olunur.

Tənzimləyici mexanizimlər

Normal fizioloji vəziyyətdə hüceyrədə bir sıra tənzimləyici endo amillər və sistemlər vardır. Bunlara-fitohormonlar və digər fizioloji fəal maddələri, enerji hasil eden sisitemləri, zülal hasil edən sistemləri, zülal-ferment sintezini və fermentlərin fəalığını idarə edem sistemləri və s. aid etmək olar. Tənzimləyici mexanizimlərin fəaliyyətində qənaətcilik prinsipi mühüm yer tutur. Bu prinsipə görə hüceyrə və ya orqanizimin istəlinən anda yalnız lazım olan fermentləri, həm də müəyyən miqdarda sintez edə bilir. Bu xususiyyət, hüceyrəyə malik olduğu maddi və energetik ehtiyatlardan daha səmərəli istifadə etmək imkanı verir. Bir çox orqanizmlər arasında simbioz əlaqə nəticəsində heteretrof qidalanmada da dəyişiklik baş vermiş, orqanizimlərin bir çoxu bəzi üzvi birləşmələri, o cümlədən, zülal-fermentləri sintez etməkdən tamami ilə məhrum olmuşdur. Buna nümunə kimi, insan orqanizmində bütün amin turşularının texminən yarısının sintezinin itməsini göstərmək olar. Bu amin turşuları orqanizmə qida maadəsi ilə daxil olur. Beləliklə, orqanizm 60 müxtəlif fermentin sintezinə lazım olan enerji və maddəyə qənaət etmiş olur. Canlı sistemlərdə tənzimlənmə aşağıdakı əsas səviyyələr üzrə öyrənilir:

1. subhüceyrə səviyyəsi
2. hüceyrə səviyyəsi
3. toxuma səviyyəsi
4. sistem və orqanlar səviyyəsi
5. orqanizm səviyyəsi
6. biosenoz səviyyəsi

Hüceyrənin quruluşu və funksiyası onda geden maddələr mübadiləsindən aslı olduğundan mübadilə proseslərinin tənzimlənməsi hüceyrənin inkişafını müəyyənləşdirən amil hesab olunur. Məlumdur ki, hüceyrənin həyat fəaliyyəti xarici mühitlə və onun fiziki səraiti ilə sıx bağlıdır. Şəraitin dəyişilməsinin müəyyən həddləri var ki, bu hədlər daxilində bu proseslər gedə bilir. Bu həddlər xarici mühit amillərinin dəyişilməsi zamanı, tənzimləyici mexanizimlərin bioloji prosesləri bir-birilə əlaqələndirmək qabiliyyəti ilə müəyyən edilir. Təkamül prosesində hüceyrə mürəkkəbləşdikcə o, xarici amillərə qarşı daha çox tələbkar olur və onun daxilində fiziki-kimyəvi proseslərin əlaqəsi, pH-ın, temperaturun, mühitin duz tərkibinin və s. azacıq dəyişilməsindən pozula bilir. Bütün bunlar canlı sistemlərdə mükəmməl tənzimləyici mexanizmlərin meydana gəlməsinə səbəb olmuşdur.

Canlı sistemlərdə etibarlılıq amilləri

Canlı hüceyrələrdə tənzimlənmənin mexanizmini aydınlaşdırmaq üçün kibernetikanın bir sıra prinsip və metodlarının biologiyaya tətbiqinin böyük əhəmiyyəti vardır.

Kibernetika

Kibernetika - müxtəlif mexanizimlərdə əlaqələrin, idarə olunmaların və nəzarət edilmənin qanunları haqqında elmdir.Bioloji sistemlərdə atotəzimləyiyci mexanizmləri öyrənmək üçün kibernetikanın özü-özünü təzimləyən sistemləri öyrənən sahəsi daha çox tətbiq oluna bilər.Bu cür sistemlərdə avtotəzimlənmə əks rabitə əks rabitə vasitəsilə həyata keçrilir, başqa sözlə, əgər sistem öz optimal rejimindən kənarlanırsa, onda sistemdə ya yeni siqnallar əmələ gəlir, yaxuda da olan siqnallar güclənir, ya da zəifləyir ki, bu da sistemi əvvəlki vəziyyətə qaytarmaqa imkan verir.

Bioloji tənzimlənmənin ümumi qanunauyğunluqları

Hüceyrədə maddələr mübadiləsində hər hansı məhsulun əmələ gəlməsi və qatılığı aşağıdakı ardıcılıqla həyata keçrilir.

nuklein turşusu → ferment → məhsul

Beləliklə, nuklein turşusu müəyyən qaydada fermentlərin sintezini, onlar isə öz növbəsində məhsulun əmələ gəlməsini və çevrilməsini kataliz edir.Belə ardıcılıqla gedən prosesdə daxili və xarici təzimləyicilər iştirak edir.

Təzimlənmə hüceyrədaxili və hüceyrəxarici olmaqla iki yerə bölünür.Hüceyrəxarici tipə sinir və humoral təzimlənmə aid edilir. Bu tip təzimlənmə hüceyrə və toxumaları bir-birilə əlaqələndirməklə yanaşı həm də hüceyrədaxili tənzimlənməni də işə salır. Məlumdur ki, bitkilərdə sinir təzimlənməsi yoxdur, onlarda təzimlənmənin digər formaları fəaliyyət göstərir.

Təzimlənmənin mexanizmləri

Mübadilə reaksiyalarının sürətinin dəyişilməsi, təzimləyici mexanizmlər vasitəsilə mübadilənin bir yoldan digərinə keçməsi sayəsində baş verir.Tənzimləyici amillər müxtəlifdir.Nə fermentlərin hamsı, nə də maddələr mübadiləsinin bütün mərhələləri tənzimləyici mexanizimlərin təsirinə məruz qalır.Tənzimlənmə ən vacib reaksiyaların katalizini həyata keçirən fermentlərdə və mübadilə proseslərinin şaxələndiyi nöqtələrdə daha qabaröq şəkildə nəzərə çarpır. Hüceyrədaxili tənzimlənmə mexanizmlərini təsnifat baxımından aşağdakı əsas qruplara ayırmaq olar:

Metabolitlə təzimlənmə

Bu, maddələr mübadiləsi yolları şaxələndiyi hallarda bu və ya digər yolların seçilməsi, bir-birilə rəqabət aparan fermentlər üçün ümumi olan subustartın miqdarı ilə müəyyən olunur. Metabolitlə tənzimlənmə əks rabitə prinsipin üzrə də heyata keçrilə bilər.Bu halda bir-birilə əlaqədə olan reaksiyalar sistemində sonda yerləşən komponent reaksiyanın əvvəlindəki komponentlərə təsir edir.Əks rabitə prinsipi üzrə metabolitlə tənzimlənməyə ən yaxşı misal, tənəffüsün intensivliyinin ADP-in miqdarından asılılığı - tənəffüs nəzarəti ola bilər.

Fermentlə təzinmlənmə

Bu tipli tənzimlənmədə fermentlərin fəallığı dəyişilir.Fermentlə tənzimlənmə bir neçə cür ola bilər:

1. qeyri-fəal zimogenlərin fəal fermentlərə dönən və ya dönməyən şəkildə çevrilməsi.
2. fermentlərin katalitik mərkəzinə təsir etməklə fermentin fəallığın dəyişilməsi
3. Ferment molekulunun parçalanması prosesinə təsir etməklə.

Genlə təzimlənmə

Genlərin fizioloji funksiyası məlumataları mRNT və fermentlər vasitəsi ilə hüceyrəyə ötürməkdir.

DNT → mRNT → ferment → məhsul

Hüceyrədə mövcüd olan məlumatların hamsının eyni zamanda ötrülməsi heç vaxt baş vermir, başqa sözlə, sintez olunmağa potensial imkanı olan fermentlərin hamsı eyni vaxtda əmələ gəlmir. Beləliklə, hüceyrədə eyni zamanda həm fəal, həm də qeyri-fəal genlər mövcuddur.Genlə tənzimlənməni sübut edən təcrübi dəlilərdən ən yaxşısı sintezi tənzim olunan zülalların meydana çıxması və ya itirməsidir. Hüceyrədə zülalların sintezi iyeararxik prinsip üzrə həyata keçrilir:

kodon → sistron → operon → replikon → seqreqon → genotip.