Meetiiliin buluu fi maayitookondiriyaa: geejjiba elektiroonii fi ragaa

Qophiiwwan yaalii lama wal bira jiran yaadi. Lamaanuu maayitookondiriyaa sammuu rooteenooniin miidhaman qabu; rooteenooniin keemikaala Complex I sansalata hargansuu cufuudha. Qorataan tokko keessaa gara tokkootti meetiiliin buluu hamma micromolar ta’e piippeetiin dabala. Fayyadamni oksijiinii gartokkoon deebi’a. Volteejiin membireenii gartokkoon deebi’a. Oomishni ATP xiqqoo irra deebi’ee jalqaba. Kuveetii isa biraa keessatti, sensarri peerooksaayidii walakkaa seenaa isa hafe hima: oomishni haayidiroojiin peerooksaayidii dachaa hedduun dabaleera, hamma yaalame hunda keessatti, sabistireetii yaalame hunda jalatti.

Safartuuwwan lamaanuu sirriidha. Meetiiliin buluu elektiroonota geejjibuudhaan yaa’iinsa elektiroonii kutaa sansalata hargansuu miidhame biraan darbu itti fufsiisuu danda’a; geejjibni kunumaas yeroo kana godhu peerooksaayidii dabaluun baasii qaba. Dhugaawwan lamaan kana yeroo tokkoon yaadatti qabadhu; barreeffamoonni saayinsii hojii meetiiliin buluu maayitookondiriyaa keessatti qabu irratti barreeffaman siif ifa ta’u. Tokko qofa yaadatti yoo qabatte, qorannoo kam dursee dubbiste irratti hundaa’uun akka dinqii yookaan balaa fakkaata.

Geejjiba elektiroonii, ibsa salphaan

Sansalanni hargansuu sarara dabarsaa walitti aanuudha. Elektiroononni Complex I irratti (NADH irraa) yookaan Complex II fi inzaayimoota filaaviinii isa waliin walqabatan irratti (saksineetii fi arjoomtotoota walfakkaatan irraa) seenu; Complex III keessa darbanii gara geejjibaa socho’aa saayitookroomii c, achiis Complex IV keessa gara oksijiiniitti darbu. Dabarsi tokkoon tokkoon pirootoonota membireenii keessaa keessa pompii godha; garaagarummaan kuufamaa kanaan uumamu oomisha ATP oofa. Buufata kamiyyuu yoo cufte, sararri isa dura jiru ni dhaabbata.

Meetiiliin buluu akka geejjibaa karaa cinaa of galcha. Bifti isaa oksideeffame geejjibdoota sadarkaa duraa irraa elektiroonota fudhatee gara bifa halluu hin qabne, hir’ifame, liwuumeetiiliin buluu jedhamuutti jijjiirama; kunis elektiroonota sana gara sadarkaa itti aanutti dabarse halluu buluutti deebi’a. Bifawwan lamaan ibsa cimdii redoksii keessatti ibsamaniiru; amala dabarsaa bal’aa kana immoo ibsa mala hojii waliigalaa keessatti argatta. Gaaffiin ammallee banaa ta’e geejjibaan kun eessa irratti sararatti deebi’ee akka seenuudha: bakka kuwiinooliin itti hidhatu kan Complex III, bakka Qo jedhamu irratti moo kallattiin saayitookroomii c irratti? Karaan bahumsaa kam akka caalu haalawwan irratti hundaa’a; xiinxalli Complex III bira darbuu kana bal’inaan ibsa.

Qorannoowwan hantuutaa sadii dhugumaan maal safaran?

Qorannoowwan sadan hundi maayitookondiriyaa sammuu adda baafame fayyadaman; jechuunis orgaaneloota seelii keessaa baafamanii dhangala’aa baafarii qabiyyeen isaa beekamu keessatti rarraafaman. Seelonni guutuun hin turre, bineensonni wantichi itti kenname hin turre, namoonni qorannoo keessatti hirmaatanis hin turre. Cunqinni eeramu dhangala’aa orgaaneloota marsee jiru ilaallata malee hamma namni afaaniin fudhatu miti. Daangaa kana yaadatti qabadhu; lakkoofsonni ifatti dubbatu.

Qorannoon jalqabaa, maayitookondiriyaa sammuu guinea pig adda baafame keessatti 100 nanomolar hanga 2 micromolar irratti, faayidaa fi baasii isaa qophii tokko keessatti adda baase. Maayitookondiriyaa fayyaa keessatti halluu-dibaan kun fayyadama oksijiinii yeroo boqonnaa dabale, garuu hargansuu ADP’n kakaafamu hin jijjiirre; kanaaf oomishni ATP hargansuu waliin walqabate hin fooyyofne. Yeroo Complex I cufametti, 2 micromolar oomisha ATP 46 irraa gara 93 nanomoles daqiiqaa tokko keessatti milligram tokkoof deebise; saffisni idilee garuu gara 1109 ture. Yeroo Complex III cufametti, hammi sunuma ATP gara 46 irraa gara 63 deebise; saffisni idilee gara 910 ture. Volteejiin fi fudhatamuun kaalshiyemii gartokkoon deebi’an. Cufamuu Complex IV saayinaayidiin uumame bira darbuun hin danda’amne; kunis bakki elektiroononni faayidaa qabuun itti bahan Complex IV hojjechaa jiru dura akka ta’e agarsiisa. Hojii deebisuun hundi akka istaatistiksiitti dhugaa ture, garuu xiqqaa ture: oomisha ATP idilee keessaa dhibbeentaawwan dijiitii tokkoo qofa.

Qorannoon lammaffaan, maayitookondiriyaa korteksii hantuutaa keessatti gara 1 micromolar irratti, Complex I bira darbuu mirkaneesse, Complex III irratti immoo daangaa kaa’e. Rooteenooniin hargansuu gara 121 irraa gara 2 nanomoles oksijiinii daqiiqaa tokko keessatti milligram tokkoof gadiitti hir’ise; halluu-dibaan kun immoo gara 21tti ol kaase, jechuunis gara harka jahaffaa sadarkaa idileetti, yeroo volteejiin membireenii guutummaatti jechuun ni danda’ama deebi’u. Garuu Complex III erga cufamee booda, 1 hanga 5 micromolar keessatti hargansuunis volteejiinis hin deebine; cufamuun kun mallattoo peerooksaayidii halluu-dibaan kakaafamees ukkaamse. Barreessitoonni halluu-dibaan hir’ifame elektiroonota isaa bakka Qo kan Complex III irratti akka dabarsu yaada dhiyeessan: bakki sun yoo qabame, geejjibaan bakka itti geessu hin qabu.

Qorannoon sadaffaan, maayitookondiriyaa sammuu hantuutaa, rat fi guinea pig keessatti irra caalaa 2 micromolar irratti, garaagarummaa yaada kana kallattiin yaalee, cufamuu Complex III bira darbuun akka danda’amu argate. Inhibitarri bakka Qo, maayiksotiyaazooliin, hargansuu bu’uuraa dhibbeentaa 88’n hir’isee osoo jiruu, halluu-dibaan kun fayyadama oksijiinii gara dhibbeentaa 62 saffisa hin cufamneetti deebise. Yaalii kallattii keessatti, walakkaan micromolar saayitookroomii c alaa dabalame hir’ise, yeroo Complex III cufamee jiruttillee; kun karaa NADH irraa halluu-dibaa keessa saayitookroomii c fi itti aansuun Complex IV ga’u deeggera. Garuu hargansuun deebi’e amala hin baratamne qaba ture: ADP’n dabalame fayyadama oksijiinii dabaluun bakka hir’ise; oomisha ATP cufuun immoo hargansuu kakaase. Volteejiin gara poolaarummaa duraaniitti kan deebi’e gartokkoon qofa ture. Fayyadamni oksijiinii ol’aanaa walqabsiisa faallaa ta’e waliin argamu oomisha anniisaa idilee miti.

Maaliif laaboraatooriin walii hin galle, maaltu immoo kana ifa godha?

Ibsi garaagarummaa gosa bineensaa irratti hundaa’u jalqabuma irratti kufa. Gareen sadaffaan hojii kana bineensota ilkaan qaratan sadii keessatti irra deebi’ee hojjete; hundumaa keessatti bira darbuun amala wal fakkaatu qabu argame, sanyii hantuutaa bira darbuun keessatti hin jiru jedhamee gabaafame dabalatee. Kan garaagarummaa qabu garuu cunqina (1 fi 2 micromolar), hamma inhibitarootaa, baafaroota, mala adda baasuu fi hundumaa caalaa haala anniisaa wal bira qabamedha: bira darbuun ADP osoo hin dabalamin dura caalaatti ifa ta’a, sirriitti bakka deebiin ADP faallaa eegameetti mul’atutti. Kanaaf fakkiin ragaa amanamummaadhaan agarsiisu karaa bahumsaa haala irratti hundaa’u lama qaba: tokko bakka Qo irratti, tokko saayitookroomii c irratti. Geejjibaan bakka keemistiriin naannoo sanaa hayyametti geessa.

Baasii peerooksaayidii

Gama baasii isaa irratti argamu akkuma gama hojii deebisuu irratti argamu wal irraa hin cinne. Qorannoo guinea pig keessatti halluu-dibaan kun haalawwan yaalaman hunda jalatti gad-lakkifamuu peerooksaayidii dabale: yeroo boqonnaa, yeroo ATP oomishamu fi yeroo keemikaalaan miidhame, sabistireetota sadan hunda irratti. Yeroo ATP oomishamutti, 1 micromolar irratti oomishni gara 148 irraa gara 1500 picomoles daqiiqaa tokko keessatti milligram tokkoof olitti dabale; 100 nanomolar illee mallattoo sana dachaa afur caalaa dabale. Halluu-dibaan kun balleessuu peerooksaayidii gara dachaa 2.6 suuta godhe; kanaaf mallattoon uumama saffisaa fi qulqulleessuu suuta jedhu lamaanuu calaqqisiisa. Keemistiriin yaadame oksijiinii halluu-dibaa hir’ifameen kallattiin hir’isuu dha, suuperooksaayidii safaramuu danda’u malee; garuu kun tarkaanfii mirkanaa’e osoo hin taane hiika ragaa irraa kenname ta’ee hafa.

Qorannoon hantuutaa suuraa kana karaa faayidaa qabuun walxaxaa godha. Peerooksaayidiin hamma dabalamu waliin saffisaan ol ka’e: sadarkaa bu’uuraa gara 76 irraa, 2 micromolar irratti gara 2000 picomoles daqiiqaa tokko keessatti milligram tokkoofitti dhihaate; ta’us Complex III cufuun kutaa halluu-dibaan kakaafame ukkaamse. Peerooksaayidiin halluu-dibaa hir’ifame oksijiinii waliin walnyaatu irraa qofa yoo dhufe, sansalata cufuun dhiibbaa guddaa akkasii qabaachuu hin qabu ture. Garuu qaba; kanaaf sansalatichis keessatti hirmaata. Gamaaggamni farra oksideeshinii fi kakaasaa oksideeshinii amala gama lamaa kana haala bal’aa keessatti kaa’a; xiinxalli oksijiinii fi ATP wal bira qabu immoo maaliif lakkoofsonni oksijiinii qofti himannaa anniisaa murteessuu akka hin dandeenye ibsa.

Hojii deebisuun suphuu miti

Gaaleen itti fayyadamuu dhaabuun barbaachisu “meetiiliin buluu maayitookondiriyaa ni suphaa?” jedhuudha. Suphuun sirreeffama yeroo dheeraa turu jechuu ta’a: kompleeksota deebisanii ijaaraman, walqabsiisa erga qorichichi keessaa ba’ee boodas itti fufu, hojii seelota guutuu keessatti deebi’u, achiis hojii lubbu-qabeessa jiraataa keessatti fooyya’u. Qorannoowwan sadan keessaa tokko illee kana hin agarsiisu. Isaan orgaaneloota reefuu adda baafaman keessatti yeroo cufamuu keemikaalaa namtolchee karaa elektiroonii battalumatti jijjiiruu agarsiisu; oomishni ATP kutaa xiqqaa sadarkaa idilee ta’ee, yeroo tokko tokko immoo walqabsiisni dhugumaan ajaa’ibsiisaa ta’ee argama. Rooteenoonii fi antiimaaysiin meeshaalee laaboraatooriiti malee moodeelota dulloomuu yookaan dhukkuba maayitookondiriyaa namaa miti; wanti as jiru tokkollee nama fayyaa qabuuf anniisaa dabalataa jechuutti hin jijjiiramu. Kun gaaffii ragaa addaati, barreeffamoota qorannoo namoota irratti taasifame kan mataa isaa qaba.

Daangaawwan sadii xumura baayohaakingii kamiyyuu amanamaa taasisu. Tokkoffaa, cunqinni dhangala’aa hamma fudhatamu miti: orgaaneloota adda baafaman marsanii 0.1 hanga 2 micromolar jiraachuun, hammi afaaniin fudhatamu kam cunqina bilisaa sana maayitookondiriyaa sammuu namaa tokko irratti akka uumu homaa hin jedhu; keessumaa halluu-dibaan kun volteejii membireenii mataa isaa irratti hundaa’ee waan kuufamu yookaan gad-lakkifamuuf. Lammaffaa, oksijiiniin anniisaa miti: halluu-dibaan kun foosfooriileeshinii bu’a-qabeessa qofaan osoo hin taane, marsaa irra deddeebi’uu fi yaa’iinsa keessaa ba’uutiinis fayyadama oksijiinii dabalu danda’a; kanaaf safartuun hargansuu, safartuuwwan ATP fi volteejii malee, himannaa anniisaa deeggaruu hin danda’u. Sadaffaa, faayidaa fi ba’aan hima tokko keessatti waliin ibsamuu qabu: ibsi volteejii yookaan ATP deebi’e dubbatu kamiyyuu daballii peerooksaayidii waliin uumamu yoo dhiise, yaalicha dogoggoraan gabaasa. Dhimmoota kanaan walqabatan keessaa madaallii redoksii NAD, bifa hariiroo hammaa fi deebii fi qajeelfama yaalii safartuu ni argamu.

Hubachiisa hojiirra oolmaa tokko: geejjibni kun amala molekiyuulii murtaa’e sanaati. Molekiyuulonni isa fakkaatan gareen meetiilii irraa haqame, kanneen akka Azure B, isaanis redoksiin socho’u, garuu amala adda addaa qabu; kanaaf furmaanni gartokkoon diigame halluu-dibaa hin diigamne irraa yaalii addaati. Kun sababoota keessaa tokko, qorannoo sibiilota qofa irratti xiyyeeffatu mannaa ulaagaalee farmaakoopii guutuu fi galmee tuuta oomishaa maxxanfame gaafachuu itti barbaachisuudha. Keemistiriin ifaan kakaafamu fayyadama ifaaf saaxilamuuf akeekkachiisa dabalataa fida; kun walitti makinsa ifa diimaa jalatti ibsameera.

Himannaan daangeffame kun wantoota kana hunda keessa darbuu danda’a, eegamuunis isaa gatii qaba: meetiiliin buluu maayitookondiriyaa adda baafame, miidhame keessatti akka geejjibaa elektiroonii haala irratti hundaa’u hojjachuu danda’a; peerooksaayidii dabaluun baasii kaffalee yaa’iinsa gartokkoon tursa. Wanti kanaa ol ta’e hundi—anniisaa, umurii dheeraa, suphuu—ragaa qorannoowwan kun kennuuf hin qophoofne eeggata.