Биологиялык полимерлер

Организмде көмірсулардың  алмасуын орталык нерв жуйесі вегетативтік нервтер мен эндокрирдік жүйе арқылы реттейді. Қан құрамындағы  қант мөлшерін реттеудегі нерв жүйесінің  маңызын К. Бернар дәлелдеген. Ол тәжірибе үстіңде сопақша мидың V-қарын-шасының  түбін инемен шанышқанда бауырда  гликогенолиз процесі күшейіп, қанда  глюкоза денгейінің жоғарылайтынын байқаған. Бұл өзгерістер симпатикалық нерв пен гуморальды факторлардың әсерлерімен  жүреді.

Көмірсулар алмасуын реттеуде гапоталамуста орналасқан орталық  маңызды рөл атқарады. Бұл орталық  гипофиз арқылы ішкі секреция бездеріне  ықпал етіп, организмдегі көмірсулар алмасуын реттейді. Қан құрамындағы  глюкоза деңгейін реттеуде кемінде  алты гормон қатысады. Олар — инсулин, глюкагон, адреналин, өсу гормоны, кор-тизол және тироксин. Аталған гормондардың тек біреуі — инсулин, -ғана қан құрамындағы глюкоза деңгейін төмендетеді, ал қалған бе-сеуі — оны жоғарылатады. Ал, гормондардың бөліну қарқыны қан-дағы глюкоза деңгейіне байланысты өзгеріп отырады

Липидтер — барлық жасушалар  құрамы ңда кездесетін органикалық  қосылыстардың үлкен тобы. Олар суда ерімейді, бірақ органикалық еріткіштерде (эфир, хлороформ, бензол, бензин т.б.) жақсы  ериді. Химиялық тұрғы ңан липидттер  спирт пен май қышқылдарының  күрделі эфирі болып табылады. Май қышқылдары көміртегі мен  сутегінің үзын тізбетінен (көбінесе 16-18) және карбоксил тобынан құралады. Кейбір жағдайда май қышқылдарында  көміртегіні бір, немесе бірнеше  қос байланыстары болады. Мұндай май  қышқылдары мен олар құра-мына енген  липидтер қанықпаған май қышқылдары не қанықпаган лишдтер деп аталады. Молекуласында қос байланыс болмайтын  май қышқылдары мен липидтер қаныққан деп аталады.

Қанықпаған май қышқылдарының, қаныққан қышқылдармен салыстырғанда  еру температурасы төмен болады. Мысалы, олеин қышқылының балқу температурасы 13,4 °С болғандықтан бөлме температурасы  жағдайында ол сұйық күйде болады, ал пальмитин және стеарин қышқылдарының  балқу температуралары тиісінше 63,1 және 69,6 °С, соңдықтан олар бөлме  температурасында қатқан күйде қалады.

Липидтердің көпшілігі үш атомды спирт — глицерол мен үш май қышқылы қалдығының күрделі  эфирі болғандықтан оларды үш гли-церидтер деп атайды. Бұл қосылыстар тоң  май (жиры) және сұйық май (масло) болып  бөлінеді. Липидтің құрамында қанықпаған май қышқылдары неғүрлым көп болса, соғүрлым оның балқу температу-расы төмен болады. Суық аймақты мекендейтін  жануарлар денесінде (мысалы, Арктика  теңіздерінің балықтарында) қанықпаған үш гли-церидтер көбірек болады. Соңдықтан  да олардың денесі төмен тем-пература жағдайыңда өзінің икемділігін жоғалтпайды.

Липидтер стероидтар (өт қышқылдары, холестерол, жыныс гор-мондары, Д дәрмендәрісі т.б.), терпендер (өсімдіктердің  өсу фактор-лары — гиббереллиндер, каротиноидтар, К дәрмендәрісі), балауыз, фосфо- және гликолипидтер, липопротеиндер болып жіктеледі.

Липидтер маңызды қуат көзі болып табылады, олар тотыққанда көмірсулар және белоктармен салыстырғанда  қуатты 2 есе артық (38,9кДж, немесе 9,3 ккал) бөледі. Оның себебі липидтер құрамында  көмірсулар мен белоктарға қарағанда  сутегі көп, оттегі өте аз болады.

Суда ерімейтін қасиетімен байланысты липидтер (фосфолипидтер) жасуша мембранасының маңызды құрылымдық құрамы на айналады. Жылуды нашар өткізетін  касиеттеріне байланысты липидтер жылу тұмшалағышы (изоляторы) болып табылады. Сондықтан да тері шелі жануарларды  суықтан қорғайтын маңызды фактор болын саналады.

Май организмде тузілетін  судың көзі, 100 г май тотытққаңда 107 г су бөлінеді. Бұл құбылыстың шөлді өңірді мекеңдейтін, құмда  тіршілік етегін жануарлар үшін маңызы зор. Кейбір қанықпаған май қыш-қылдары (линол, линолен, арахидин) организмде түзілмейді, сондықтан олар қорекпен міндетті түрде қабылдануы керек. Бұл қышқылдарды алмастырылмайтын май қышқылдары деп атайды. Олар ра-цион құрамында болмаса, майлардың алмасуы, өсу, көбею процестері бұзылып тері ауруға шалдығады. Сонымен қатар майлар организмнің өсу факторы болып табылатын линол қышқылының, биологиялық белсенді заттардың (лростагландиндер, стероидты гормондар, холин) көзі. Олар майда еритін А,Д,Е дөрмендөрілерінің ішектен сорылуына мүмкіндік туғызады, қой шайырының, құстардың тері майының құрамы на енеді.

Денедегі май протоплазмалық және қордағы болып екіге бөлінеді. Протоплазма майына жасуша мембранасының, митохоңдрияның, микросоманың құрамы на енетін майлар жатады. Оның құрамы мен  мөлшері айтарлықтай тұрақты, көп  ауытқымайды. Май ми жасушалары, жыныс  бездері және шәует құрамыңда  едәуір көп болады.

Қордағы майға тері шелінің, шарбының майы, бүйрек, жүрек сияқты ағзалардың маңында жиналған майлар жатады. Май жасушалары -аденоциттер  — альвеолалы ұлпалар мен ет талшықтары арасында да орналасады. Аденоциттер  құрамындағы майлар ұлпаларда энергия  жинақтаудың ерекше түрі.

Ас қорыту жолында (ішек қусында) қорек құрамындағы майдың бір  бөлігі (30-40 пайызы) моно- және диглицеридтер  мен май қыш-қылдарына ыдырайды. Глицерин ішектен оңай сіңіріледі, ал май қыш-қылдары өт қышқылдарымен  әрекеттесіп, холеинді кешен түзген соң ғана сіңеді. Ішек қабырғасыңда глииерин, май қышкылдары, моно, ди- және үшглицеридтер мен май қышқылдарынан  негізінен хило-микрондар мен  тығыздығы төмен липопротеидтер түзіледі. Хиломикрон деп жұқа белокты  қабықпен қапталған бейтарап май  молекулаларын айтады. Хиломикрондар  мен липопротеидтер негізінен лимфаға  сіңіп, көкіректік лимфа өзегі арқылы жалпы қан айналым шеңберіне  қосылады. Эфирленбеген май қышқылдарының  қалдықтары (негізінен орташа ұзындықты  тізбекті қышқылдар) қанға сіңіп, бауырға  тасымалданады. Орта есеппен майлардың  ыдырау енімдерінің 70 пайызы лимфаға, ал 30 пайызы қанға сіңіріледі. Құстарда липидтердің ыдырау өнімдері толығымен  қанға сіңіп, бауыр арқылы жалпы  айналымға қосылады.

Қанға сіңген май бауырда  қайтадан глицерин мен май қышқылдарына ыдырайды. Глицерин глюкозаға айналып, гликоген түрінде қорға жиналады. Ал май қышқылдары бета-окси, бета-кетоқышқылдар  сатысынан өтіп, сірке қышқылына  айналады да, ол тотығып, су, көмір қышқыл газы және энергия бөлінеді. Бауыр  жасушаларында (гепа-тоцштерде) организмге тән үшглицеридтер, фосфолипидтер  және холестерин мен кетонды заттар да түзіліп, олар канға шығарылып  отырады.

Лимфаға сіңген хиломикрондар  мен липопротеидтердің көп мөлшерін өкпенің ерекше жасушалары — гистиоциттер сүзіп апады да, олар осы жерде  тотығу процесіне ұшырап, энергияға  айналады. Бұл процестің суық аймақта  тіршілік етегін жануарлар үшін маңызы зор. Өкпеден өткен хиломикрондар  бүкіл денеге тарап, олар май қорына айналады. Май ұлпасының адиноциттерінде май көмірсулар мен бе-локтардың азотсыз қалдығынан да түзіледі. Әрбір организмде оның өзіне ғана тән май жинақталады. Олар еру температурасымен, йод санымен, консистенциясымен, қаныққан және қанықпаған май қышқылдарының санымен ерекшеленеді. Осыдан әр түрлі жануарлар майының еру температурасы өртүрлі. Ол мына көрсеткіштермен сипатталады сиыр майы — 19-24,5 °С, жылқы майы — 28-32 °С, шошка майы — 36-46 °С, тауық майы — 33-40 °С, қаз майы — 26-34 °С, қой майы — 44-50 °С, сиырдың тоң майы — 31-38 °С, ит майы — 37-40 °С.

Организмге сыртқы ортадан  энергия көзі аз мөлшерде түссе, онда ол қуатты қорға жиналған майлардан  алады. Бұл жағдайда ұлпалардағы  май липаза ферментінің әсерімен глицерин мен май қышқылдарына ыдырайды да, тотығу процесінен кейін су мен  көмір қышқыл газы түзіліп, энергия  бөлінеді.

Қордағы май басқа жолмен де пайдаланылуы мүмкін. Бұл жағдайда май өз қоймаларынан қанға бөлініп, бауырға тасымалданады да, оңда глицерин мен май қышқылдарына ыдырағаннан  кейін энергия көзіне айналады. Ұлпалардан майлар липотропты заттардың (холин, коламин, серин, инозит, метионин, бетаинт.б.) қатысуымен тасымалданады. Бұл заттар бауырды  шырланудан сақтап, майдың басқа ұлпаларға  тасымалдануын жеңілдетеді. Баурда май гидрогенизация, дегидрогенизация процестеріне ұшырап, май қышқылдарының  тізбектері үзарып, не қысқарыл отыруы да мүмкін.

Май қышқылдарының аралық өнімдерінің ыдырауы кезінде  ке-тонды заттар — ацетон, ацетон-сірке, бета-окси май қышқылдары түзіледі. Липидтердің алмасуы бұзылса, немесе мал рационында көмірсулар тапшы  болса бұл қосылыстар организмде көп мөлшерде жинақталып, кетоз ауруы  туындайды.

Липидтер алмасуын реттейтін  орталық гипоталамуста (аралық лш) орналасады. Бұл орталық липогенез (майдың түзілуі) және липолиз

(майдың ыдырауы) процестерін  реттейді. Қан құрамында қант  деңгейі жоғарыласа липолиз баяулап,  липогенез күшейеді, ал ол төмендесе  -онда кері құбылыс байқалады.  Симпатикалық нерв липолизді,  пара-симпатикалық нерв — липогенезді  күшейтеді. Липолиздік әсер адре-налин,  норадреналин, соматотропты гормон (СТТ), тиреотропты гор-мон (ТГ), тироксин, глюкагон гормондарына тән, ал  инсулин -липогенезді күшейтеді.  Инсулин май жасушалары мембранасы  рецепторларымен байланысып, адреналин  мен норадреналин әсерін тежейді  де, липаза ферментінің белсенділігін  төмендетеді. Глкжокортикоидтар  да глюконеогенез процесін күшейтіп, қандағы глюкоза деңгейін жоғарылату  арқылы майлардың лайдалануын  (шығынын) баяулатады. Липокаин май  қышқылдарының тотығуын күшейтіп, бауырды уланудан сақтайды.

Липидтердің алмасу қарқынына  олардың ыдырау өнімдері де әсер етеді. Глицерин майлардың ыдырауын шапшандатса, май қышқылдары оны бөгейді.

Фосфор да күкірт сиякты белоктардың қүрамына кіреді. Бірақ  фосфор табиғатта көбінесе тау жыныстарының қүрамында болады. 
Фосфор қосылыстарының айналымы аса күрделі емес. Ол негізінен өкі процестен тұрады. Бірінші—органикалыіқ фосфордың минералдық қосылысқа айналуы, екінші — фосфор қышқыл түздарының ерімейтін күйден ерігіш түрге көшуі. Органикалық фосфордың минералдануы түрлі микроорганизмдер көмегімен жүреді. Мүнда фосфор қышкылы өзі байланысқан органикалық қосылыстан аж-райды. Бұған мына схема мысал болады: Нуклеопротеид уклеин -*■ нуклеин қышқылы нуклеотидтер ->Н3РО4. 
Пайда болған фосфор қышқылы топырақтағы баска элемент-термен (төмір, магний, кальций) қосылысқа түсіп, өсімдіктерге сіңімсіз, ерімейтін фосфор қосылыстарына, яғни түздарына ай-налады. Қандайда болмасын фюсфор қышқылының түздарын сіңімді күйге айналдыруға, яғни ерігіш күйге айналдыруға бағыт-талған шаралардың барлығы топырақ құнарлылығын, оонымен қатар дақылдар өнімділігін арттыруға көмектеседі. 
Фосфор қышқылының тұздары — фосфаттардың өсімдіктерге сіңімді күйге айналуына бірқатар жағдайлар әсер етеді. Бүлардың ішінде микроорганизмдер ерекше роль атқарады. ТіршілІгі бары-сында қышқыл өнімдер түзетін нитрификациялаушы және күкірт бактериялары бүл процеске тікелей қатыспағанмен жанама жолмен болса да көмектеоеді. 
Белоктардың аммонификациясы барысында пайда болатын көмір қышқылы фосфаттардың еруіне зор әсер етеді. Өсімдіктердің вегетация дәуірінде егістіктің әр гектарында 7,5 миллион литрдей көмір кышқылы бөлінсе, топырақтың әрбір килограмы 2,5 литрдей көмір қышқылымен тығыз жанасады. Бүл фосфаттардың біраз мөлшерінің еруіне себепші болады. 
Жалпы қиын еритін фосфор іқосылыстарының, яғни фосфор қышқыл кальций түзының қышқылдардың ікөмегімен сіңімді күйге айналуын мына үш теңдеуден көруге болады. 
күкірт қышқылы 
Сонымен қатар топырақта фосфордың қиын еритін туздарын және органикалық фосфорды өсімдіктерге сіңімді күйге айналды-ратын ерекше фосфор бактериялары бар. 
Фосфор — ауыл шаруашылық өсімдіктеріне қажетті қоректік заттардың бірі. Топырақта фосфорлы қоректік зат тапшы болса, өсімдіктердің өнімі шұғыл төмендейді. Фосформен қамтамасыз етіл-ген өсімдіктердің тамыр системасы біршама жақсы жетіліп, біркел-кі өсетін_болады. Жалпы алғанда бір гектар жерде 3—4 тоннаға жуық фосфор қоры бар. Солай бола тұрса да көпшілік жағдайда өсімдіктерге фосфор қосылыстары жетіспегендіктен олар қалыпты өсе алмайды. Өйткені топырақта кездесетін фосфор қосылыстары өсімдіктерге сіңімсіз күйде болады. Жалаіы топырақтың кейбір түрінде фосфор қорының 28—85%-ке жуығы органикалық қосылыс түрінде болады. Әсіресе солтүстіктің шымтезекті топырағы мен бірқатар қара топырақты аймақтардағы топырақтар органикалық косылыстарға бай келеді. Фосфордың осындай қосылыстарын то-пырақта тіршілік ететін микроорганизмдердің ерекше бір тобы ыдыратып, сіңімді күйге айиалдырады. 
Бүл ауыл шаруашылық праіктикасындағы маңызды мәселе бол-ғанымен көп уақытка дейін жете көңіл бөлінбей келді. Тек 1935 жылы бүл бактерияларды жеке бөліп, бірінші зерттеген Р. А. М е н- клеткаларык и н а, оларды бациллус мегатериум деп атады (28-сурет). Бүл микроорганизмдер фосфорлы органикалық қосылыстарды ыдыратып, одан фосфор қышқылын бө-ліп шығара алады. Ол бактерия клеткасында болатын фосфатаза деп аталатын ферменттің қатысуымен журеді. Бүл бактериялар қара топырақты жерлердегі фосфорлы органикалық қосы-лыстарды өте жақсы ыдыра-тады. Мәселен, олар лейцин деп аталатын амин қышқылынан 50%-ке жуық, нуклеин қышқылынан 85%-тей фосфорды байланысқан күйінен босатады. Сөйтіп, фосфор өсімдікке сіңімді күйге көшеді. 
Бұл бактериялар спора түзетін, пішіндері таяқша тәрізді, ұзын-дығы 2,5—3,5 микрон болатын организмдер. Өсуінің алғашкы кезеңінде жеке күйде болады да кейін тізбек күрайды. 
МИКРООРГАНИЗМДЕРДІ ЗЕРТТЕУДІҢ ӘДІСТЕРІ 
Жер шарындағы заттардың геохимиялық айналымында негізгі рольді микроорганизмдер атқарады. 
Академик А. А. Имщенецкий: «біз қазіргі кезде табиғаттағы микроорганизмдердің 10%-тей мөлшерін ғана білеміз, қалған 90%-тейін әлі де ашып, зерттеу қажет» деп көрсеткен болатын. Микроорганизмдердің басқа түрлерін жете зерттеу үшін оларға арнап даярланатын қоректік ортаны немесе жалпы оларды зерттеудің әдістерін табиғи жағдайға бейімдеп, соған өте үқсас жасау қажет. 
Ал біздің қолданып жүрген әдістеріміздің басым көпшілігі қанағаттанарлық емес. Мәселен, қопсыған топырактарда, су асты топырақтарында, су асты балшықтарында тіршілік ортасы түрақты емес жылжымалы келеді. Ал лабораториялық жағдайда біз ми-кробтарды түрақты ортада өсіреміз. Сонда олардың басым квпшілі-гі тіршілік жағдайы өзгергендіктен өспей калады. 
Совет ғалымдары Б. В. Перфильев пен Д. Р. Г а б е (1961) микроорганизмдерді зерттеудің жаңа әдісін, дәлірек айтқанда әдістердің бүтін бір системасын — микроскопиялаудың капиллярлық әдісін үсынды. Бұл үшін олар әйнекті қүрастырудың жаңа капиллярлық техникасын жасады. Сонда ұзын капилляр шыныдан тұратын ашапта сүйық ағынында микробтардың табиғи пейзажы жасалады. Бұдан жай әдіспен табылмайтын микробтардың толып жатқан түрлерін тауып, оларды санап, даму циклін бақылап, жеке қоректік ортаға бөліп алып, зерттеуге жол ашылады. 
Жаңа әдісті қолдану Б. В. Перфильевке ертеде белгісіз болған бактериялардың «жыртқыш» топтарын зерттеуге, темір бактерияларының жаңа туысын (металлогениум) ашуға және олардың физиологиялық және морфологиялық бірқатар қасиеттерін анық-тауға көмектесті. Б. В. Перфильев «жыртқыш» бактериялар су асты балшығының микробтарының негізгі тобы екенін анықтап берді. Оларды диктиобактер деп атайды. Олар жиналып сопақша колония түзеді, клеткалары таяқша тәрізді, колонияларында 100—200 клетка кездеседі. Олар өздерінен шамасы жағынан зор, күкірт бактерияларын коршап алып жұтып жібереді. Бұған циклобактер де жатады. Клеткалары таяқша тәрізді. Дамуының екінші циклінде олар сақина тәрізді дөңгеленіп орналасады. Дамуының бірінші сатысында олар сапрофит тәсілімен қоректенсе, екінші сатысында «жыртқыштық» жолға түоеді. Клеткалары арқан сияқтанып басқа бактерияларға түзақ қүрьш, үстап алады да қорытып жібереді. Бұған күкірт бактерияларына көріне көзге шабуыл жасайтын тетробактериялар да жатады.

 

 

Липидтердің құрылысы

 

 

 

 

Глюкозаның құрылысы

 

Ақуыз құрылысы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер:

1. Сартаев А., Гильманов М. С22 Жалпы биология: Жалпы білім беретін мектептің қоғамдық-гуманитарлық бағытындағы 10-сыныбына арналған оқулық. — Алматы: "Мектеп" баспасы, 2006.
2. Нассиров Рахматтолла «Жалпы және  анорганикалық химия»