“ZAMONAVIY BIOLOGIYANING DOLZARB MUAMMOLARI VA
RIVOJLANISH ISTIQBOLLARI”
xalqaro ilmiy-amaliy anjuman materiallari
adu.uz
universaljurnal.uz
487
BIOLOGIK MEMBRANALAR TUZILISHI VA UNI O`RGANISHNING ZAMONVIY
ILMIY TADQIQOT USULLARI
Ashurov Baxromjon
Andijon davlat universiteti biologiya mutaxasisligi 1-bosqich magistri
To`chiyeva Dilfuza Sidiqjanovna
Andijon davlat universiteti Genetika va biotexnologiya kaferasi professori
https://doi.org/10.5281/zenodo.15578962
Anotatsiya:
Ushbu maqolada zamonaviy biologik membranalar haqida batafsil ma‘lumot
berilgan. Xususan, hujayra membranalarining murakkab dinamik tabiati va ularning organizmning
fiziologik jarayonlaridagi ahamiyati, membranalar tuzilishini o
ʻ
rganishda zamonaviy usullar,
masalan, krioelektron mikroskopiya, superayirish mikroskopiyasi va molekulyar dinamika
simulyatsiyalari kabilarni ahamiyati haqida fikrlar berilgan.
Kalit so‘zlar:
Membranalar, Suyuqlik mozaika modeli, Aquaporinlar.
Аннотация
:
В
статье
представлена
подробная
информация
о
современных
биологических
мембранах
.
В
частности
,
обсуждается
сложная
динамическая
природа
клеточных
мембран
и
их
значение
в
физиологических
процессах
организма
,
а
также
важность
современных
методов
изучения
структуры
мембран
,
таких
как
криоэлектронная
микроскопия
,
микроскопия
сверхвысокого
разрешения
и
моделирование
молекулярной
динамики
.
Ключевые
слова
:
Мембраны
,
Жидкостно
-
мозаичная
модель
,
Аквапорины
.
Abstract:
The article provides detailed information about modern biological membranes. In
particular, the complex dynamic nature of cell membranes and their importance in physiological
processes of the div are discussed, as well as the importance of modern methods for studying
membrane structure, such as cryo-electron microscopy, super-resolution microscopy and molecular
dynamics modeling.
Keywords:
Membranes, Fluid mosaic model, Aquaporins.
Biologik membranalar - bu hujayra va uning tarkibiy qismlarini (organellalar) o
ʻ
rab turuvchi
dinamik tuzilmalar bo
ʻ
lib, moddalar almashinuvi, signal uzatish va hujayra morfologiyasini
saqlashda asosiy rol o
ʻ
ynaydi. Ularning tuzilishi va funksiyalarini o
ʻ
rganish biokimyo, molekulyar
biologiya va nanobiologiya sohalarida eng faol tadqiqot qilinadigan yo
ʻ
nalishlardan biridir. Quyida
zamonaviy membranalar tuzilishi va ularni o
ʻ
rganishdagi ilmiy yutuqlar haqida tahlil keltirilgan.
Biologik membranalar tuzilishining asosiy tamoyillari. Membrana oqsillarining bir qismi
tarkibida uglevod bo‘ladigan oqsillar glikoproteinlardan iborat. Membrana oqsillari xilma-xil
vazifalarni ado etib boradi. Bular struktura oqsillari ham, fermentlar ham, moddalarni membrana osha
o‘tkazib beradigan oqsillar ham, gormonlar yoki hujayra funktsiyalarining boshqa regulyatorlari ham
bo‘lishi mumkin. Membranalar asimmetriyasi: Hujayra membrana strukturalarining hammasi tutash
bo‘ladi: ular ma`lum bir hajmni muhit yoki hujayraning boshqa qismlaridan ajratib, cheklab turadi.
Bu narsa membrana strukturasi sferik shaklga yaqinlashib keladigan oddiy geometrik shaklda bo‘ladi,
masalan, plazmatik membrana yoki yadro membranasiga o‘xshab ketadigan hollarda tushunarlidir.
Bu gap mitoxondriyalar, endoplazmatik to‘r, Golji majmuasi membranalari singari murakkab shaklli
membranalarga ham to‘g'ri keladi. Modomiki shunday ekan, har bir membrananing ichki va tashqi
yuzalari bo‘ladi. Bitta membrananing yuzalari lipidlar, oqsillar va uglevodlarning tarkibi jihatidan
birbiridan farq qiladi. Masalan, eritrotsitlar plazmatik membranasidagi qo‘sh lipid qavatining tashqi
mono qavatida fosfotidilxolinlar ustun tursa, ichki mono qavatida fosfotidiletanolaminlar bilan
fosfotidilserinlar ustun turadi [1]
.
Gormonlar retseptorlari bo‘lmish oqsillar plazmatik membrananing
tashqi yuzasidan, bular idora etib boradigan adenilatsiklaza esa ichki yuzasidan joy oladi.
Membranalarning suyuqlik tabiati: Qo‘shaloq lipid qavati suyuq kristalik tuzilishga egadir; lipid
molekulalari tartib bilan joylashgan, Lekin ular qavat doirasida membrana yuzasiga parallel ravishda
diffuziyalanish xususiyatini saqlab qoladi. Boshqacha aytganda, lipid qavati ikki o‘lchovli suyuqlikka
“ZAMONAVIY BIOLOGIYANING DOLZARB MUAMMOLARI VA
RIVOJLANISH ISTIQBOLLARI”
xalqaro ilmiy-amaliy anjuman materiallari
adu.uz
universaljurnal.uz
488
o‘xshab ketadi. Oqsil molekulalari ham lateral diffuziyaga qodirdir: ular lipid qavatida go‘yo suzib
yuradi. Biroq oqsil molekulalarining kattaligi ular diffuziyasi tezligini cheklab qo‘yadi, bundan
tashqari, ko‘pgina membranalarda oqsillar yetarlicha zich joylashgan bo‘ladi.
Membranalardagi ko‘ndalang diffuziya to‘g'risida gapiradigan bo‘lsak, bunday diffuziya
cheklangan miqdorda bo‘lishi mumkin, xolos. Membranalarning o‘z-o‘zidan yig'ilishi, bunyodga
kelishi: Hujayra membranalarini ajratib olishning shunday metodlari borki, bular ularni
soddalashtirilgan sharoitda o‘rganishga imkon beradi. Eritrotsitlar gipotonik eritmaga tushiriladigan
bo‘lsa, ular hujayra ichiga osmos bilan suv o‘tishi natijasida bo‘rtib chiqib, membranalari yoriladi.
Ichidagisi eritmaga o‘tadi va bo‘sh membranalar qoladi – eritrotsitlarning soyalari deb shularni
aytiladi.
Muayyan sharoitlarda sentrifugalash metodlari bilan ana shunday aralashmalardan sof
membranalarni ajratib olsa bo‘ladi [2]
.
Suyuqlik mozaika modeli (Fluid Mosaic Model) - 1972-yilda
Singer va Nicolson tomonidan taklif qilingan bo‘lib membrana fosfolipid qatlam asosida suyuq
kristall holatda joylashgan lipidlar, oqsillar va karbogidratlardan iborat. Membrana komponentlari
quyidagi moddalar kiradi: 1. Lipidlar membrananing 40-50 % tashkil etadi. Lipidlar asosan,
Membrananing asosiy strukturaviy birligi va selektiv o
ʻ
tkazuvchanlik vazifasini bajaradi. 2. Oqsillar
memrananing 40-30 % tashkil qiladi. Membranada oqsillar transport, signal uzatish, fermentativ
faollik kabi vazifalarni bajaradi. Uglevodlar membranada asosan birikma holida uchraydi, lekin
vazifasi hujayrani tanib olish (glikoproteinlar va glikolipidlar) hisoblanadi.
Zamonaviy tadqiqot yo
ʻ
nalishlariga quyidagilar kiradi: Membrana transporti va ion kanallari
hujayra membranaida muhim ahamiyatga ega. Aquaporinlar - hujayra membranalarida suv
molekulalarini
selektiv ravishda
(faqat suvni) o
ʻ
tkazuvchi maxsus oqsillardir. Ular suvning hujayraga
kirishi yoki chiqishini tez va samarali boshqaradi, bunda ionlar, protonlar yoki boshqa moddalar
o
ʻ
tmaydi. Qandli diabet va o
ʻ
simliklarda moddalar almashinuvini o
ʻ
rganish. Moddalarni membrana
orqali o‘tkazib berish. Hujayra membranalari moddalarning bir joydan ikkinchi joyga o‘tib turishi
uchun anchagina to‘sqinlik qiladiyu, Lekin teshik-tirqishsiz butunlay yopiq to‘siqlar bo‘lib
hisoblanmaydi. Membranalarning asosiy funktsiyalaridan biri moddalar o‘tishini idora etib borishdir.
Masalan, plazmatik membrana hujayraga kerakli moddalarni hujayraga kiritib saqlab turishi va
nokeraklaridan xalos bo‘lib borishi kerak. Hujayra membranasi orqali bir vaqtning o‘zida bir necha
yuzlab har xil moddalar ikki tomonga o‘tib turadi. Membrana orqali moddalarning o‘tishini 3 ta usuli
– oddiy diffuziya, yengillashgan diffuziya va aktiv transport usuli farq qilinadi [3]. Aktiv transport
jaryonida oddiy va yengillashgan diffuziyadan farq qilib moddalar kontsentratsiya gradienti
qarshisiga qarab olib o‘tiladi. Ko‘pgina mineral ionlarning hujayralar orasidagi suyuqlikdan
hujayraga yoki teskari tomonga o‘tishi, glyukozaning birlamchi siydikdan buyrak kanalchalari orqali
qonga o‘tishi shu yo‘l bilan yuzaga chiqadi. Moddalarning kontsentratsiya gradienti qarshisiga tomon
o‘tib borishi o‘z-o‘zidan ro‘y beradigan jarayon emas: bu energiya sarfi bilan bog’liqdir. Energiya
manbai yo ATF gidrolizi birlamchi aktiv transport yoki o‘z kontsentratsiyasi gradienti tomonga qarab
harakatlanib borayotgan boshqa moddani bir yo‘la olib o‘tishdan iborat bo‘lishi mumkin (ikkilamchi
aktiv transport). Ba`zi mineral moddalarning aktiv transporti transport ATF-azalar yoki ion nasoslari
ishtirokida ATF energiyasi hisobiga yuzaga chiqadi. Ion nasoslari olib o‘tilayotgan ionni tanlab turib
biriktirib olish va ATFni gidrolizlashga qodir bo‘lgan oqsilli tuzilmalardir; ayni vaqtda ATF gidrolizi
energiyasi membrananing ikkala tomonidagi ionlar kontsentratsiyasi farqining energiyasiga aylanadi
[4]
.
Membrana biologiyasining amaliy ahamiyatiga asosan, dori ishlab chiqish misol
bo‘ladi.Membrana injeneriyasi hozirda O
ʻ
zgartirilgan reseptorlar orqali hujayralarni boshqarish
o‘rganmoqda. Hozirgi membrana o‘rganishda uchraydigan muammolar va kelajakdagi genom
tahrirlash (CRISPR) usuli yordamida membran reseptorlari orqali gen terapiyasi va sintetik
membranalarning xavfsizligi: Sun
ʼ
iy hujayralarning ekotizimga ta
ʼ
siridir. Hozirda membranalar
faqat "chegara" emas, balki molekulyar mashina sifatida qaralmoqda. Membranadagi muhim
tadqiqotlarga asosan AlphaFold 3 (DeepMind) orqali membrana oqsillarining 3D tuzilishini
aniqlash.. Lipidlarni mass-spektrometriya orqali tahlil qilish (Altsgeymerning erta diagnostikasi) va
membranalarda fazaviy ajralishni o‘rganish. O
ʻ
zbekistonda olib borilgan tadqiqotlarga Fanlar
“ZAMONAVIY BIOLOGIYANING DOLZARB MUAMMOLARI VA
RIVOJLANISH ISTIQBOLLARI”
xalqaro ilmiy-amaliy anjuman materiallari
adu.uz
universaljurnal.uz
489
Akademiyasi Biologiya institutida lipid almashinuvini o
ʻ
rganish va Toshkent Tibbiyot
Akademiyasida SARS-CoV-2 spike oqsilining membranaga ta
ʼ
siri bo
ʻ
yicha izlanishlar kiradi [1,4].
Xulosa qilib shuni aytish kerakki, biologik membranalar tuzilishi va funksiyalarini o
ʻ
rganish
bo
ʻ
yicha olib borilgan ilmiy tadqiqotlar, hujayra membranalarining murakkab dinamik tabiati va
ularning organizmning fiziologik jarayonlaridagi ahamiyatini yanada chuqurroq tushunishga imkon
berdi. Tadqiqotlar natijalariga ko
ʻ
ra, membranalar nafaqat lipid qatlami, oqsillar va uglevodlarning
mazmunli tartibdoshligi, balki ularning o
ʻ
zaro dinamik ta
ʼ
siri orqali hujayra signalizatsiyasi,
moddalar almashinuvi va tashqi muhitga moslashuv kabi hayotiy funksiyalarni boshqarishini
ko
ʻ
rsatdi. Membranalar tuzilishini o
ʻ
rganishda zamonaviy usullar, masalan, krioelektron
mikroskopiya, superayirish mikroskopiyasi va molekulyar dinamika simulyatsiyalari, membrananing
to
ʻ
qima darajasidagi tafsilotlarini vizuallashtirishga yordam berdi. Bu usullar orqali lipid raftlarning
ahamiyati, membranoprote
ı
nlarning konformatsion o
ʻ
zgarishlari va patogenlar membranaga ta
ʼ
sir
mexanizmlari kabi yangi bilimlar oshkor etildi. Kelajakdagi tadqiqotlar uchun membranalarning
real vaqt rejimidagi dinamikasini kuzatish, bir hujayrali darajadagi tahlil usullarini takomillashtirish
va turli patogenlar membranaga ta
ʼ
sirining molekulyar mexanizmlarini aniqlash muhim vazifalar
hisoblanadi. Shuningdek, sun
ʼ
iy intellekt va yuqori hisoblash texnologiyalaridan foydalanish orqali
membranalar tuzilishi-funksiyasi o
ʻ
rtasidagi bog
ʻ
liqlikni modellashtirish yangi bilimlar olish
imkoniyatini beradi. Bu soha inson salomatligi, atrof-muhit muhofazasi va texnologik innovatsiyalar
rivojiga qimmatli hissa qo
ʻ
shishda davom etadi.
Foydalanilgan adabiyotlar
1. O‘zbekistonda fanlararo innovatsiyalar va ilmiy tadqiqotlar jurnali 20.12.2022 14-son
biologik membranalar va ularning vazifalari. Ismatova Ra
ʼ
no
А
xadovna
2. Sultonov R. va boshq. Biokimyodan amaliy masg'ulotlar. O‘quv q’o‘llanma.– Toshkent.
Yangi asr avlodi. 2006 y.
3. Sobirova R.A. va boshqalar. Biologik kimyo. Darslik. – Toshkent. O‘qituvchi. 2018y.
4. Danilova L.A., CHayka N.A. Biokimyo polosti rta. Uchebno-metodicheskoe posobie. –
Sankt-Peterburg. OOO «Izdatelstvo SpetsLit». 2012 y.
