ਕੀ ਵੱਧ ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਖਪਤ ਦਾ ਮਤਲਬ ਵੱਧ ATP ਹੈ? ਮੈਥੀਲੀਨ ਬਲੂ ਦੇ ਅਧਿਐਨਾਂ ਤੋਂ ਸਿੱਖਿਆ

ਇੱਕ ਅਲੱਗ ਕੀਤਾ ਹੋਇਆ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਅਨ ਇੱਕ ਚੈਂਬਰ ਵਿੱਚ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ ਇੰਧਨ ਤਾਂ ਹੈ ਪਰ ADP ਨਹੀਂ। ਉਹ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਖਪਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ADP ਪਾਓ ਤਾਂ ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਖਪਤ ਕਈ ਗੁਣਾ ਵਧ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ADP ਖ਼ਤਮ ਹੋਣ ਤੱਕ ਉਡੀਕ ਕਰੋ ਤਾਂ ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਖਪਤ ਮੁੜ ਘਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇੰਧਨ ਕਦੇ ਨਹੀਂ ਬਦਲਿਆ। ਸਿਰਫ਼ ATP ਦੀ ਮੰਗ ਬਦਲੀ ਸੀ।

ਇਸ ਛੋਟੇ ਜਿਹੇ ਕ੍ਰਮ ਵਿੱਚ ਉਹ ਪੂਰਾ ਫ਼ਰਕ ਸਮਾਇਆ ਹੋਇਆ ਹੈ ਜਿਸ ਬਾਰੇ ਇਹ ਲੇਖ ਹੈ। ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਖਪਤ ਮਾਪਦੀ ਹੈ ਕਿ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਸ਼ਵਸਨ ਲੜੀ ਰਾਹੀਂ ਆਕਸੀਜਨ ਤੱਕ ਕਿੰਨੀ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਵਹਿੰਦੇ ਹਨ। ATP ਦਾ ਉਤਪਾਦਨ ਮਾਪਦਾ ਹੈ ਕਿ ਉਸ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਾ ਕਿੰਨਾ ਹਿੱਸਾ ਵਰਤੋਂਯੋਗ ਊਰਜਾ ਵਜੋਂ ਸੰਭਾਲਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਦੋਵਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਸਾਂਝਾ ਪੜਾਅ ਹੈ: ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਦੀ ਅੰਦਰਲੀ ਝਿੱਲੀ ਦੇ ਦੋਵੇਂ ਪਾਸਿਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਪ੍ਰੋਟਾਨ ਗ੍ਰੇਡੀਐਂਟ। ਕੋਈ ਵੀ ਚੀਜ਼ ਜੋ ਇਸ ਗ੍ਰੇਡੀਐਂਟ ਅਤੇ ATP ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਵਿਚਕਾਰ ਜੋੜ ਦੀ ਮਜ਼ਬੂਤੀ ਬਦਲਦੀ ਹੈ, ਇਨ੍ਹਾਂ ਦੋ ਅੰਤਿਮ ਮਾਪਾਂ ਨੂੰ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਦਿਸ਼ਾਵਾਂ ਵਿੱਚ ਲੈ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਮੈਥੀਲੀਨ ਬਲੂ ਇੱਥੇ ਇੱਕ ਲਾਭਦਾਇਕ ਸਿੱਖਣ ਵਾਲੀ ਮਿਸਾਲ ਹੈ, ਕਿਉਂਕਿ ਇਸ ਨੂੰ ਦੋਵੇਂ ਤਰ੍ਹਾਂ ਕੰਮ ਕਰਦਿਆਂ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ ਹੈ: ਕੁਝ ਪ੍ਰਯੋਗਿਕ ਤਿਆਰੀਆਂ ਵਿੱਚ ATP ਦੇ ਨਾਲ ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਵਧਾਉਂਦਿਆਂ, ਅਤੇ ਹੋਰਾਂ ਵਿੱਚ ATP ਦੇ ਸਥਿਰ ਰਹਿਣ ਜਾਂ ਘਟਣ ਦੇ ਬਾਵਜੂਦ ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਵਧਾਉਂਦਿਆਂ।

ਜਿਹੜੇ ਪਾਠਕ ਪਹਿਲਾਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਦੇ ਅੱਗੇ ਪਹੁੰਚਾਏ ਜਾਣ ਦੀ ਵਿਆਪਕ ਤਸਵੀਰ ਸਮਝਣਾ ਚਾਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਉਹ ਇਸ ਤੋਂ ਸ਼ੁਰੂ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ ਕਿ ਮੈਥੀਲੀਨ ਬਲੂ ਸ਼ਵਸਨ ਲੜੀ ਰਾਹੀਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਨੂੰ ਕਿਵੇਂ ਅੱਗੇ ਲਿਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਜਿਹੜੇ ਪਾਠਕ ਆਕਸੀਜਨ ਦੇ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਪ੍ਰਯੋਗਾਂ ਦੀ ਸ਼ਬਦਾਵਲੀ ਸਮਝਣਾ ਚਾਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਉਹ ਪੜ੍ਹ ਸਕਦੇ ਹਨ ਕਿ ਸ਼ਵਸਨ ਦੇ ਪਹਿਲੇ ਮਾਪਾਂ ਨੇ ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਕੀ ਦਿਖਾਇਆ ਸੀ।

ਸ਼ਵਸਨ, ATP ਅਤੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਵਿਚਕਾਰਲਾ ਗ੍ਰੇਡੀਐਂਟ

NADH ਅਤੇ FADH2 ਤੋਂ ਆਏ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਕੰਪਲੈਕਸ I ਅਤੇ II ਉੱਤੇ ਲੜੀ ਵਿੱਚ ਦਾਖ਼ਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਕੰਪਲੈਕਸ III ਰਾਹੀਂ ਸਾਇਟੋਕ੍ਰੋਮ c ਤੱਕ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਫਿਰ ਕੰਪਲੈਕਸ IV ਰਾਹੀਂ ਆਕਸੀਜਨ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਦੇ ਹਨ। ਕੰਪਲੈਕਸ I, III ਅਤੇ IV ਉੱਤੇ ਨਿਕਲਣ ਵਾਲੀ ਊਰਜਾ ਪ੍ਰੋਟਾਨਾਂ ਨੂੰ ਮੈਟ੍ਰਿਕਸ ਵਿੱਚੋਂ ਬਾਹਰ, ਝਿੱਲੀਆਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰਲੀ ਥਾਂ ਵਿੱਚ ਪੰਪ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਬਿਜਲਈ ਚਾਰਜ ਅਤੇ ਅਮਲਤਾ ਦਾ ਇਹ ਵੱਖਰਾਪਣ ਪ੍ਰੋਟਾਨ ਚਾਲਕ ਬਲ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਸ ਦਾ ਬਿਜਲਈ ਹਿੱਸਾ, ਝਿੱਲੀ ਵਿਭਵ, ਆਮ ਤੌਰ ਉੱਤੇ ਸਭ ਤੋਂ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਹਿੱਸਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।

ATP ਸਿੰਥੇਜ਼ ਪ੍ਰੋਟਾਨਾਂ ਨੂੰ ਮੁੜ ਮੈਟ੍ਰਿਕਸ ਵਿੱਚ ਵਹਿਣ ਦਿੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸ ਦੌਰਾਨ ਨਿਕਲੀ ਊਰਜਾ ਨਾਲ ADP ਅਤੇ ਫਾਸਫੇਟ ਨੂੰ ਜੋੜ ਕੇ ATP ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ ਲੜੀ ਇਹ ਹੈ:

ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਖਪਤ, ਫਿਰ ਪ੍ਰੋਟਾਨ ਪੰਪਿੰਗ, ਫਿਰ ਗ੍ਰੇਡੀਐਂਟ, ਫਿਰ ATP ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ।

ਪਰ ਗੱਲ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਪ੍ਰੋਟਾਨ ਹੋਰ ਰਸਤਿਆਂ ਰਾਹੀਂ ਵੀ ਵਾਪਸ ਆ ਸਕਦੇ ਹਨ। ATP ਸਿੰਥੇਜ਼ ਨੂੰ ਬਾਈਪਾਸ ਕਰਕੇ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਕੋਈ ਵੀ ਵਾਪਸੀ ਪ੍ਰੋਟਾਨ ਰਿਸਾਅ ਹੈ। ਰਿਸਾਅ ਕਾਰਨ ਲੜੀ ਨੂੰ ਝਿੱਲੀ ਵਿਭਵ ਸਥਿਰ ਰੱਖਣ ਲਈ ਉਹੀ ਪ੍ਰੋਟਾਨ ਮੁੜ ਪੰਪ ਕਰਨੇ ਪੈਂਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਹੋਰ ATP ਬਣਾਏ ਬਿਨਾਂ ਵੱਧ ਆਕਸੀਜਨ ਖਪਦੀ ਹੈ। ਕਾਫ਼ੀ ਵੱਧ ਰਿਸਾਅ ਅਨਕਪਲਿੰਗ ਹੁੰਦਾ ਹੈ: ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਵਧਦੀ ਹੈ ਜਦਕਿ ATP ਸਥਿਰ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ ਜਾਂ ਘਟਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਵਿਅਰਥ ਗਈ ਊਰਜਾ ਗਰਮੀ ਵਜੋਂ ਨਿਕਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।

ਅਵਸਥਾ 3, ਅਵਸਥਾ 4 ਅਤੇ ਸ਼ਵਸਨ ਨਿਯੰਤਰਣ ਅਨੁਪਾਤ

ਇਸ ਦੀ ਰਵਾਇਤੀ ਸ਼ਬਦਾਵਲੀ ਅਲੱਗ ਕੀਤੇ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਦੇ ਅਧਿਐਨਾਂ ਤੋਂ ਆਈ ਹੈ। ਅਵਸਥਾ 3 ਉਹ ਸ਼ਵਸਨ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਸਬਸਟਰੇਟ ਅਤੇ ADP ਦੋਵੇਂ ਮੌਜੂਦ ਹੁੰਦੇ ਹਨ: ATP ਸਿੰਥੇਜ਼ ਗ੍ਰੇਡੀਐਂਟ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਝਿੱਲੀ ਵਿਭਵ ਹੇਠਾਂ ਆਉਂਦਾ ਹੈ, ਉਸ ਨੂੰ ਮੁੜ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਲੜੀ ਤੇਜ਼ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਵੱਧ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ATP ਬਣ ਰਿਹਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਅਵਸਥਾ 4 ਉਹ ਸ਼ਵਸਨ ਹੈ ਜੋ ADP ਖ਼ਤਮ ਹੋਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਹੁੰਦਾ ਹੈ: ATP ਸਿੰਥੇਜ਼ ਨਿਸ਼ਕਿਰਿਆ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਗ੍ਰੇਡੀਐਂਟ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਉੱਚਾ ਝਿੱਲੀ ਵਿਭਵ ਹੋਰ ਪੰਪਿੰਗ ਦਾ ਵਿਰੋਧ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਘਟ ਕੇ ਸਿਰਫ਼ ਉਸ ਪੱਧਰ ਤੱਕ ਰਹਿ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਜੋ ਰਿਸਾਅ ਦੀ ਭਰਪਾਈ ਲਈ ਲੋੜੀਂਦਾ ਹੈ।

ਇਸ ਲਈ ਸ਼ਵਸਨ ਨਿਯੰਤਰਣ ਅਨੁਪਾਤ, ਅਰਥਾਤ ਅਵਸਥਾ 3 ਨੂੰ ਅਵਸਥਾ 4 ਨਾਲ ਭਾਗ ਦੇਣ ਤੋਂ ਮਿਲਿਆ ਅਨੁਪਾਤ, ਦੱਸਦਾ ਹੈ ਕਿ ਪ੍ਰਯੋਗਿਕ ਤਿਆਰੀ ਵਿੱਚ ਕਪਲਿੰਗ ਕਿੰਨੀ ਮਜ਼ਬੂਤ ਹੈ। ਉੱਚੇ ਅਨੁਪਾਤ ਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਕਿ ADP ਸ਼ਵਸਨ ਨੂੰ ਮਜ਼ਬੂਤੀ ਨਾਲ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਅਵਸਥਾ 4 ਵਧਣ ਦੇ ਨਾਲ ਅਨੁਪਾਤ ਦਾ ਘਟਣਾ ਦੱਸਦਾ ਹੈ ਕਿ ਰਿਸਾਅ ਹਾਵੀ ਹੋ ਰਿਹਾ ਹੈ। ਹੇਠਾਂ ਦਿੱਤੇ ਮੈਥੀਲੀਨ ਬਲੂ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਇਸੇ ਨਜ਼ਰੀਏ ਨਾਲ ਸਮਝ ਆਉਂਦੇ ਹਨ।

ਇੱਕ ਮਾਨਸਿਕ ਮਾਡਲ ਯਾਦ ਰੱਖਣ ਯੋਗ ਹੈ। ਉੱਚਾ ਝਿੱਲੀ ਵਿਭਵ ਲੜੀ ਨੂੰ ਹੌਲੀ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਵਿਭਵ ਦਾ ਘਟਣਾ ਉਸ ਨੂੰ ਤੇਜ਼ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਲੜੀ ਇਸ ਗੱਲ ਪ੍ਰਤੀ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਕਰਦੀ ਹੈ ਕਿ ਪੰਪਿੰਗ ਕਿੰਨੀ ਔਖੀ ਹੋ ਗਈ ਹੈ, ਨਾ ਕਿ ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ ਉੱਤੇ ਇਸ ਗੱਲ ਪ੍ਰਤੀ ਕਿ ATP ਬਣ ਰਿਹਾ ਹੈ ਜਾਂ ਨਹੀਂ।

ਜਦੋਂ ਅੰਤਿਮ ਮਾਪ ਇਕੱਠੇ ਬਦਲਦੇ ਹਨ

ਕਪਲਿੰਗ ਦੀ ਸਭ ਤੋਂ ਸਪਸ਼ਟ ਮਿਸਾਲ ਗਿਨੀ ਪਿਗ ਦੇ ਦਿਮਾਗ ਤੋਂ ਅਲੱਗ ਕੀਤੇ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਵਿੱਚੋਂ ਮਿਲਦੀ ਹੈ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਸ਼ਵਸਨ ਕੰਪਲੈਕਸ ਰੋਕੇ ਹੋਏ ਸਨ। 100 nanomolar ਤੋਂ 1 micromolar ਮੈਥੀਲੀਨ ਬਲੂ ਉੱਤੇ, ਗਲੂਟਾਮੇਟ ਨਾਲ ਮੈਲੇਟ, ਸਕਸੀਨੇਟ ਜਾਂ ਗਲਿਸਰੋਫਾਸਫੇਟ ਨੂੰ ਇੰਧਨ ਵਜੋਂ ਵਰਤਣ ਨਾਲ ਆਰਾਮ ਅਵਸਥਾ ਵਿੱਚ ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਖਪਤ ਵਧੀ, ਜਦਕਿ ADP ਨਾਲ ਉਤੇਜਿਤ ਸ਼ਵਸਨ ਬਦਲਿਆ ਨਹੀਂ। ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਵਿੱਚ ਕੰਪਲੈਕਸ I ਜਾਂ ਕੰਪਲੈਕਸ III ਨੂੰ ਵਿਸ਼ਾਕਤ ਪਦਾਰਥ ਨਾਲ ਰੋਕਿਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਉਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚ ਇਸ ਰੰਗਕ ਨੇ ATP ਦਾ ਉਤਪਾਦਨ ਕੁਝ ਹੱਦ ਤੱਕ ਵਧਾਇਆ, ਝਿੱਲੀ ਵਿਭਵ ਬਹਾਲ ਕੀਤਾ ਅਤੇ ਕੈਲਸ਼ੀਅਮ ਨੂੰ ਅੰਦਰ ਲੈਣ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ ਸੁਧਾਰੀ। ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਰਸਤਾ ਇੱਕ ਛੋਟਾ ਬਦਲਵਾਂ ਰਸਤਾ ਹੈ: ਰੰਗਕ ਰੁਕਾਵਟ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨ ਲੈਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਖ਼ਰਾਬ ਕੰਪਲੈਕਸ ਨੂੰ ਬਾਈਪਾਸ ਕਰਕੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਸਾਇਟੋਕ੍ਰੋਮ c ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਾ ਦਿੰਦਾ ਹੈ।

ਦੂਜੀ ਕਪਲਿੰਗ ਵਾਲੀ ਮਿਸਾਲ ਵਿੱਚ ATP ਦਾ ਸਰੋਤ ਹੀ ਬਿਲਕੁਲ ਵੱਖਰਾ ਹੈ। ATP ਸਿੰਥੇਜ਼ ਨੂੰ ਰੋਕੇ ਹੋਏ, ਦਿਮਾਗ ਤੋਂ ਅਲੱਗ ਕੀਤੇ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਵਿੱਚ ਵੀ ਮੈਥੀਲੀਨ ਬਲੂ ਨੇ ਪਰਖੇ ਗਏ ਹਰ ਸਬਸਟਰੇਟ ਉੱਤੇ ਸ਼ਵਸਨ ਨੂੰ ਉਤੇਜਿਤ ਕੀਤਾ। ਪਰ ATP ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਸਿਰਫ਼ ਅਲਫ਼ਾ ਕੀਟੋਗਲੂਟਾਰੇਟ ਅਤੇ ਗਲੂਟਾਮੇਟ ਉੱਤੇ ਵਧਿਆ, ਉਹ ਦੋ ਸਬਸਟਰੇਟ ਜੋ ਸਕਸੀਨਿਲ CoA ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਓਲੀਗੋਮਾਇਸਿਨ ਵੱਲੋਂ ATP ਸਿੰਥੇਜ਼ ਨੂੰ ਰੋਕੇ ਜਾਣ ਕਾਰਨ ਵਾਧੂ ATP ਸਿਟ੍ਰਿਕ ਐਸਿਡ ਚੱਕਰ ਵਿੱਚ ਸਕਸੀਨਿਲ CoA ਲਾਈਗੇਜ਼ ਦੁਆਰਾ ਸਬਸਟਰੇਟ-ਪੱਧਰੀ ਫਾਸਫੋਰੀਲੇਸ਼ਨ ਤੋਂ ਆਇਆ ਸੀ, ਆਕਸੀਡੇਟਿਵ ਫਾਸਫੋਰੀਲੇਸ਼ਨ ਤੋਂ ਨਹੀਂ। ਜਦੋਂ ਕੰਪਲੈਕਸ I ਅਤੇ ATP ਸਿੰਥੇਜ਼ ਦੋਵਾਂ ਨੂੰ ਇਕੱਠੇ ਰੋਕਿਆ ਗਿਆ, ਤਾਂ ਰੰਗਕ ਨੇ ਝਿੱਲੀ ਵਿਭਵ ਵੀ ਬਹਾਲ ਕੀਤਾ। ਇੱਥੇ ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਅਤੇ ATP ਇਕੱਠੇ ਬਦਲੇ, ਪਰ ਸਿਰਫ਼ ਉੱਥੇ ਜਿੱਥੇ ਸਬਸਟਰੇਟ ਨੇ ATP ਦੇ ਦੂਜੇ ਰਸਤੇ ਨੂੰ ਸੰਭਵ ਬਣਾਇਆ। ਸਕਸੀਨੇਟ ਜਾਂ ਮੈਲੇਟ ਉੱਤੇ ਸ਼ਵਸਨ ਵਧਿਆ ਪਰ ਵਾਧੂ ATP ਨਹੀਂ ਬਣਿਆ। ਉਹੀ ਰੰਗਕ, ਉਹੀ ਚੈਂਬਰ, ਵੱਖਰਾ ਇੰਧਨ, ਵੱਖਰਾ ਜਵਾਬ।

ਜਦੋਂ ਅੰਤਿਮ ਮਾਪ ਵੱਖਰੇ ਹੋ ਜਾਂਦੇ ਹਨ

ਵੱਖਰੇ ਨਤੀਜਿਆਂ ਵਾਲੀਆਂ ਮਿਸਾਲਾਂ ਵੀ ਉਤਨੀਆਂ ਹੀ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਅਤੇ ਉਤਨੀਆਂ ਹੀ ਸਿੱਖਿਆਦਾਇਕ ਹਨ। 1997 ਦੇ ਚੂਹੇ ਦੇ ਜਿਗਰ ਤੋਂ ਅਲੱਗ ਕੀਤੇ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਦੇ ਅਧਿਐਨ ਵਿੱਚ ਮੈਥੀਲੀਨ ਬਲੂ ਨੇ ਮਜ਼ਬੂਤੀ ਨਾਲ ਕਪਲ ਹੋਏ, ਸਕਸੀਨੇਟ ਨਾਲ ਸ਼ਵਸਨ ਕਰ ਰਹੇ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਵਿੱਚ ਅਵਸਥਾ 4 ਦਾ ਸ਼ਵਸਨ ਤੇਜ਼ ਕੀਤਾ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਸ਼ਵਸਨ ਨਿਯੰਤਰਣ ਅਨੁਪਾਤ ਘਟ ਗਿਆ। ਇਹ ਪ੍ਰਭਾਵ 0.5 micromolar ਤੋਂ ਹੀ ਦਿਖਣ ਲੱਗ ਪਿਆ ਅਤੇ 5 micromolar ਉੱਤੇ ਮਜ਼ਬੂਤ ਸੀ। ਇਹ ਸੰਕੇਂਦਰਤਾ 100 milligram ਦੀ ਇੱਕੋ ਵਾਰ ਨਸ ਰਾਹੀਂ ਦਿੱਤੀ ਮਾਤਰਾ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਪਲਾਜ਼ਮਾ ਵਿੱਚ ਮਿਲਣ ਵਾਲੇ ਪੱਧਰਾਂ ਦੇ ਨੇੜੇ ਹੈ। 5 micromolar ਉੱਤੇ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਸੁੱਜ ਵੀ ਗਏ, ਹਾਲਾਂਕਿ ਕਪਲਿੰਗ ਦੀ ਖ਼ਰਾਬੀ ਪਹਿਲਾਂ ਘੱਟ ਸੰਕੇਂਦਰਤਾਵਾਂ ਉੱਤੇ ਹੀ ਦਿਖ ਗਈ ਸੀ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਹ ਤਰਕ ਬਣਦਾ ਹੈ ਕਿ ਰਿਸਾਅ ਸੰਰਚਨਾਤਮਕ ਨੁਕਸਾਨ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਆਇਆ ਸੀ, ਨਾ ਕਿ ਉਸ ਨੁਕਸਾਨ ਕਾਰਨ। ਅਨਕਪਲ ਹੋਏ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਵਿੱਚ ਰੰਗਕ ਨੇ ਸੰਕੇਂਦਰਤਾ ਉੱਤੇ ਨਿਰਭਰ ਢੰਗ ਨਾਲ ਸ਼ਵਸਨ ਨੂੰ ਉਤੇਜਿਤ ਕੀਤਾ, ਅਤੇ ਇਹ ਪ੍ਰਭਾਵ ਇੱਕ ਸੀਮਾ ਉੱਤੇ ਪਹੁੰਚ ਕੇ ਸੰਤ੍ਰਿਪਤ ਹੋ ਗਿਆ। ਦੋਵਾਂ ਪ੍ਰਯੋਗਿਕ ਤਿਆਰੀਆਂ ਵਿੱਚ ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਵਧੀ। ਪਰ ਖਪਤ ਹੋਈ ਆਕਸੀਜਨ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ATP ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਨਹੀਂ ਵਧਿਆ। ਇਹ ਇੱਕੋ ਅਣੂ ਵਿੱਚ ਅਨਕਪਲਿੰਗ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਨੂੰ ਅੱਗੇ ਲਿਜਾਣ ਦੀ ਪਾਠ-ਪੁਸਤਕ ਵਰਗੀ ਮਿਸਾਲ ਹੈ।

ਸਭ ਤੋਂ ਉਭਰਵਾਂ ਵੱਖਰਾਪਣ ਰੈਟਿਨਾ ਵਿੱਚ ਮਿਲਦਾ ਹੈ। AIF ਦੀ ਘਾਟ ਵਾਲੇ ਚੂਹਿਆਂ ਅਤੇ ਰੋਟੇਨੋਨ ਨਾਲ ਇਲਾਜ ਕੀਤੇ ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਗ੍ਰਾਹੀ ਸੈੱਲਾਂ ਵਿੱਚ ਮੈਥੀਲੀਨ ਬਲੂ ਨੇ ਰੈਟਿਨਾ ਦੀ ਮੋਟਾਈ, ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਗ੍ਰਾਹੀ ਸੈੱਲਾਂ ਦੇ ਚਿੰਨ੍ਹਕ ਅਤੇ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਦੀ ਸੰਰਚਨਾ ਕਾਇਮ ਰੱਖੀ। ਇਸ ਨੇ NADH ਤੋਂ NAD ਦਾ ਅਨੁਪਾਤ ਘਟਾਇਆ ਅਤੇ ਤਣਾਅ ਨਾਲ ਸੰਬੰਧਿਤ ਰਸਤਿਆਂ ਨੂੰ ਸ਼ਾਂਤ ਕੀਤਾ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚ ਅਨਫੋਲਡਡ ਪ੍ਰੋਟੀਨ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਅਤੇ ਮਾਈਟੋਫੈਜੀ ਸ਼ਾਮਲ ਸਨ। ਇਸ ਨੇ ਇਹ ਸਭ ATP ਦੀ ਘਾਟ ਦੂਰ ਕੀਤੇ ਬਿਨਾਂ ਕੀਤਾ। ਊਰਜਾ ਬਹਾਲ ਹੋਏ ਬਿਨਾਂ ਸੁਰੱਖਿਆ ਮਿਲਣ ਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਕਿ ਲਾਭ ਰੀਡਾਕਸ ਸੰਤੁਲਨ ਅਤੇ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਦੀ ਅਖੰਡਤਾ ਰਾਹੀਂ ਆਇਆ ਸੀ, ਵਾਧੂ ATP ਰਾਹੀਂ ਨਹੀਂ। ਟਿਸ਼ੂ ਦੇ ਬਚੇ ਰਹਿਣ ਨੂੰ ਊਰਜਾ ਉਤਪਾਦਨ ਦੀ ਬਹਾਲੀ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਮੰਨਣ ਵਾਲਾ ਕੋਈ ਵੀ ਵਿਅਕਤੀ ਉਸ ਪ੍ਰਯੋਗ ਨੂੰ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਗ਼ਲਤ ਸਮਝੇਗਾ।

ਦਿਮਾਗ ਦੇ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਵਾਲਾ ਕੰਮ ਇਸੇ ਲੇਖੇ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਨੁਕਸਾਨ ਦਾ ਖਾਨਾ ਵੀ ਜੋੜਦਾ ਹੈ। ਉਹੀ ਘੱਟ ਸੰਕੇਂਦਰਤਾਵਾਂ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੇ ਜੈਵ-ਊਰਜਾ ਸੰਬੰਧੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਸੁਧਾਰੀ, ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੇ ਪਰਖੀ ਗਈ ਹਰ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਹਾਈਡਰੋਜਨ ਪਰਆਕਸਾਈਡ ਦਾ ਉਤਪਾਦਨ ਵੀ ਵਧਾਇਆ ਅਤੇ ਉਸ ਦੇ ਹਟਾਏ ਜਾਣ ਨੂੰ ਹੌਲੀ ਕੀਤਾ। ਇਹ ਮਾਪ ਕਿਸੇ ਗੈਰ-ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਰੰਗਕ ਦੀ ਬਜਾਏ ਕੈਲੀਬ੍ਰੇਟ ਕੀਤੇ Amplex ਟੈਸਟ ਨਾਲ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ। ਵੱਧ ATP ਅਤੇ ਵੱਧ ਆਕਸੀਕਾਰਕ ਇਕੱਠੇ ਮਿਲੇ।

ਪੜ੍ਹਨ ਲਈ ਇੱਕ ਵਿਹਾਰਕ ਜਾਂਚ-ਸੂਚੀ

ਚਾਰ ਸਵਾਲ ਕਪਲਿੰਗ ਵਾਲੇ ਨਤੀਜੇ ਨੂੰ ਅਨਕਪਲਿੰਗ ਵਾਲੇ ਨਤੀਜੇ ਤੋਂ ਵੱਖ ਕਰਦੇ ਹਨ।

ਪਹਿਲਾ, ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਕਿਹੜਾ ਅੰਤਿਮ ਮਾਪ ਲਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਸਿਰਫ਼ ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਖਪਤ ATP ਬਾਰੇ ਨਹੀਂ ਦੱਸ ਸਕਦੀ। ATP ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ, ਝਿੱਲੀ ਵਿਭਵ ਅਤੇ ਸ਼ਵਸਨ ਨਿਯੰਤਰਣ ਅਨੁਪਾਤ ਹਰ ਇੱਕ ਜਾਣਕਾਰੀ ਦਾ ਉਹ ਹਿੱਸਾ ਜੋੜਦਾ ਹੈ ਜੋ ਆਕਸੀਜਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਨਹੀਂ ਦੇਖ ਸਕਦਾ। ਮੈਥੀਲੀਨ ਬਲੂ ਦੀ ਖੋਜ ਦੇ ਦਾਅਵਿਆਂ ਨੂੰ ਪੜ੍ਹਨ ਲਈ ਗਾਈਡ, ਅੰਤਿਮ ਮਾਪਾਂ ਦੀ ਇਸ ਸੋਚ-ਸਮਝ ਨੂੰ ਵਿਸਥਾਰ ਨਾਲ ਸਮਝਾਉਂਦੀ ਹੈ।

ਦੂਜਾ, ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਨੂੰ ਕਿਹੜਾ ਸਬਸਟਰੇਟ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਸਕਸੀਨਿਲ CoA ਵਾਲਾ ਨਤੀਜਾ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਇੰਧਨ ਦੀ ਚੋਣ ਇਹ ਤੈਅ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ ਕਿ ਵਾਧੂ ਸ਼ਵਸਨ ਵਾਧੂ ATP ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਸਕਦਾ ਹੈ ਜਾਂ ਨਹੀਂ।

ਤੀਜਾ, ਕਿਹੜੀ ਸੰਕੇਂਦਰਤਾ ਵਰਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਦਿਮਾਗ ਦੇ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਵਿੱਚ nanomolar ਤੋਂ ਘੱਟ micromolar ਪੱਧਰਾਂ ਤੱਕ ਮੈਥੀਲੀਨ ਬਲੂ ਨੇ ਜੈਵ-ਊਰਜਾ ਸੰਬੰਧੀ ਕੁਝ ਲਾਭ ਦਿੱਤੇ, ਪਰ ਨਾਲ ਆਕਸੀਕਾਰਕਾਂ ਦਾ ਨੁਕਸਾਨ ਵੀ ਸੀ; ਜਿਗਰ ਦੇ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਵਿੱਚ ਅੱਧੇ micromolar ਅਤੇ ਉਸ ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਕਪਲਿੰਗ ਕਮਜ਼ੋਰ ਹੋਈ; 5 micromolar ਉੱਤੇ ਸੋਜ ਵੀ ਹੋਈ। ਸੰਕੇਂਦਰਤਾ ਕਾਰਜ-ਵਿਧੀ ਦਾ ਹਿੱਸਾ ਹੈ, ਸਿਰਫ਼ ਪਿਛੋਕੜ ਦਾ ਵੇਰਵਾ ਨਹੀਂ।

ਚੌਥਾ, ਨਤੀਜਾ ਕਿਹੜੇ ਮਾਡਲ ਵਿੱਚ ਮਿਲਿਆ ਸੀ। ਅਲੱਗ ਕੀਤੇ ਮਾਈਟੋਕੌਂਡਰੀਆ ਅੰਦਰਲੇ ਜੋੜਾਂ ਨੂੰ ਉਜਾਗਰ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਪਰ ਸਹੀ-ਸਲਾਮਤ ਸੈੱਲਾਂ ਅਤੇ ਟਿਸ਼ੂਆਂ ਵਿੱਚ ਆਵਾਜਾਈ, ਰੰਗਹੀਣ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਅਪਚਯਨ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਨੂੰ ਗ੍ਰਹਿਣ ਕਰਨ ਲਈ ਮੁਕਾਬਲਾ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਹੋਰ ਰਸਤੇ ਵੀ ਜੁੜ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਪ੍ਰਯੋਗਸ਼ਾਲਾ ਵਿੱਚ ਮਾਤਰਾ ਨਿਰਧਾਰਣ ਦਾ ਕੰਮ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਇਹ ਵੀ ਸ਼ਾਮਲ ਹੈ ਕਿ ਸੰਕੇਂਦਰਤਾ ਅਤੇ ਪ੍ਰੋਟੋਕੋਲ ਮੈਥੀਲੀਨ ਬਲੂ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵਾਂ ਨੂੰ ਕਿਵੇਂ ਰੂਪ ਦਿੰਦੇ ਹਨ, ਚੈਂਬਰ ਦੇ ਅੰਕੜਿਆਂ ਅਤੇ ਕਿਸੇ ਵਿਅਕਤੀ ਬਾਰੇ ਕਿਸੇ ਵੀ ਦਾਅਵੇ ਵਿਚਕਾਰ ਪੁਲ ਹੈ।

ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਖਪਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਾਂ ਦਾ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦੱਸਦੀ ਹੈ। ATP ਦੱਸਦਾ ਹੈ ਕਿ ਉਸ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਾ ਕਿੰਨਾ ਹਿੱਸਾ ਸੰਭਾਲਿਆ ਗਿਆ। ਮੈਥੀਲੀਨ ਬਲੂ ਇਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਕਿਸੇ ਨੂੰ ਵੀ ਬਦਲ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਉੱਪਰਲੇ ਪ੍ਰਯੋਗ ਇਸ ਤੋਂ ਬਣਨ ਵਾਲੇ ਚਾਰੋਂ ਮੇਲ ਦਿਖਾਉਂਦੇ ਹਨ: ਦੋਵੇਂ ਵਧਦੇ ਹਨ, ਸ਼ਵਸਨ ਵਧਦਾ ਹੈ ਪਰ ATP ਸਿਰਫ਼ ਉੱਥੇ ਵਧਦਾ ਹੈ ਜਿੱਥੇ ਸਬਸਟਰੇਟ ਇਜਾਜ਼ਤ ਦਿੰਦਾ ਹੈ, ਸ਼ਵਸਨ ਵਧਦਾ ਹੈ ਜਦਕਿ ਕਪਲਿੰਗ ਘਟਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਟਿਸ਼ੂ ਕਾਇਮ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ ਜਦਕਿ ATP ਸਥਿਰ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ। ਆਕਸੀਜਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਉੱਤੇ ਦਿਖਣ ਵਾਲਾ ਅੰਕ ਵਿਆਖਿਆ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਹੈ, ਉਸ ਦਾ ਅੰਤ ਨਹੀਂ।