آرٽيڪل
ميٿيلين بلو ۽ مائٽوڪانڊريا: اليڪٽرانن جي منتقلي ۽ ثبوت
ٻه تجرباتي نمونا هڪ ٻئي جي ڀرسان تصور ڪريو. ٻنهي ۾ دماغ جا مائٽوڪانڊريا آهن، جن کي روٽينون سان زهر ڏنو ويو آهي؛ هي هڪ ڪيميائي مادو آهي جيڪو تنفسي زنجير جي ڪامپليڪس I کي بند ڪري ٿو. هڪ نموني ۾، تجربي ڪندڙ پائيپيٽ سان ميٿيلين بلو جي مائڪرومولر مقدار وجهي ٿو. آڪسيجن جو استعمال جزوي طور بحال ٿئي ٿو. جھليءَ جو وولٽيج جزوي طور موٽي ٿو. ATP جي ٿوري ٺهڻ ٻيهر شروع ٿئي ٿي. ڀر واري ڪيوويٽ ۾، پرآڪسائيڊ سينسر ڪهاڻيءَ جو ٻيو اڌ ٻڌائي ٿو: هائيڊروجن پرآڪسائيڊ جي پيداوار ڪيترائي ڀيرا وڌي وئي آهي، آزمائشي هر مقدار تي ۽ استعمال ڪيل هر سبسٽريٽ سان.
ٻئي ماپون صحيح آهن. ميٿيلين بلو اليڪٽرانن جو اهڙو کڻندڙ آهي جيڪو تنفسي زنجير جي خراب ٿيل حصي جي چوڌاري ڪرنٽ وهندو رکي سگهي ٿو، ۽ ائين ڪندي ساڳيو کڻندڙ پرآڪسائيڊ جي صورت ۾ قيمت به وٺي ٿو. ٻنهي حقيقتن کي گڏ ذهن ۾ رکو ته مائٽوڪانڊريا جي ڪم تي ميٿيلين بلو بابت تحقيقي ادب سمجهه ۾ اچي ٿو. رڳو هڪ حقيقت کي ذهن ۾ رکو ته، پهريون ڪهڙو مقالو کوليو اٿوَ، ان موجب اهو معجزو يا خطرو لڳندو.
اليڪٽرانن جي آمدرفت، سادن لفظن ۾
تنفسي زنجير هڪ رلي قطار آهي. اليڪٽران ڪامپليڪس I وٽ داخل ٿين ٿا (NADH مان) يا ڪامپليڪس II ۽ لاڳاپيل فليوِن اينزائمن وٽ (سڪسينَيٽ ۽ اهڙن ٻين ڏيندڙن مان)، ڪامپليڪس III مان گذري هلندڙ کڻندڙ سائٽوڪروم c تائين پهچن ٿا، پوءِ ڪامپليڪس IV مان گذري آڪسيجن تائين وڃن ٿا. هر منتقلي اندروني جھليءَ جي پار پروٽان پمپ ڪري ٿي، ۽ ان سان ٺهيل تدريجي فرق ATP جي ٺهڻ کي هلائي ٿو. ڪنهن به اسٽيشن کي بند ڪريو ته ان کان اڳ وارو حصو خاموش ٿي وڃي ٿو.
ميٿيلين بلو پاڻ کي هڪ متوازي پيغام رساں طور شامل ڪري ٿو. ان جي آڪسائيڊ ٿيل صورت اڳئين حصي جي کڻندڙن مان اليڪٽران وٺي، بي رنگ رِڊيوس ٿيل صورت، ليوڪوميٿيلين بلو، بڻجي ٿي؛ اها پوءِ اهي اليڪٽران اڳتي ايندڙ حصي ڏانهن ڏئي ٿي ۽ وري نيري ٿي وڃي ٿي. اهي ٻئي صورتون ريڊوڪس جوڙي جي وضاحت ۾ بيان ٿيل آهن، ۽ هن رلي جو وسيع عمل عام عمل جي وضاحت جو موضوع آهي. کليل سوال اهو آهي ته هي پيغام رساں قطار ۾ ٻيهر ڪٿي داخل ٿئي ٿو: ڪامپليڪس III جي ڪوئنول سان ڳنڍجڻ واري کيسي ۾، جنهن کي Qo سائيٽ چيو وڃي ٿو، يا سڌو سائٽوڪروم c وٽ. ڪهڙو نڪرڻ وارو رستو غالب ٿئي ٿو، اهو حالتن تي دارومدار رکي ٿو، جيئن ڪامپليڪس III کي پاسيرو ڪرڻ جو تجزيو تفصيل سان بيان ڪري ٿو.
ڪُتريندڙ جانورن تي ٽن اڀياسن اصل ۾ ڇا ماپيو
ٽنهي اڀياسن ۾ الڳ ڪيل دماغي مائٽوڪانڊريا استعمال ڪيا ويا، يعني سيل مان ڪڍيل عضيات، جن کي مقرر ڪيل بفر ۾ معلق رکيو ويو. نه مڪمل سيل، نه مادو ڏنل جانور، نه انساني شرڪت ڪندڙ. ارتڪاز مان مراد عضيات جي چوڌاري محلول جو ارتڪاز آهي، نه انسان جي وات ذريعي ورتل مقدار. هن پسمنظر کي قائم رکو ته انگ صاف ڳالهائين ٿا.
پهرئين اڀياس ۾، گني پگ جي الڳ ڪيل دماغي مائٽوڪانڊريا تي 100 نينومولر کان 2 مائڪرومولر تائين، هڪ ئي تياريءَ ۾ فائدي ۽ قيمت جو نقشو ٺاهيو ويو. صحتمند مائٽوڪانڊريا ۾ رنگ آرام واري حالت ۾ آڪسيجن جو استعمال وڌايو، پر ADP سان تحريڪ ڏنل تنفس کي بدلائڻ کان سواءِ ڇڏيو، تنهنڪري تنفس سان ڳنڍيل ATP جي پيداوار بهتر نه ٿي. ڪامپليڪس I جي بندش هيٺ، 2 مائڪرومولر ATP جي ٺهڻ کي 46 کان 93 نينومول في منٽ في ملي گرام تائين بحال ڪيو، جڏهن ته عام شرح لڳ ڀڳ 1109 هئي. ڪامپليڪس III جي بندش هيٺ، ساڳي مقدار ATP کي لڳ ڀڳ 46 کان 63 تائين بحال ڪيو، جڏهن ته عام شرح لڳ ڀڳ 910 هئي. وولٽيج ۽ ڪيلشيم اندر وٺڻ جزوي طور بحال ٿيا. سائانائيڊ سان ڪامپليڪس IV جي بندش کي پاسيرو نه ڪري سگهيو ويو، جنهن مان ظاهر ٿئي ٿو ته اليڪٽرانن جو ڪارائتو نڪرڻ وارو هنڌ ڪم ڪندڙ ڪامپليڪس IV کان اڳ آهي. هر بحالي شمارياتي لحاظ کان حقيقي ۽ ننڍي هئي: عام ATP پيداوار جي هڪ انگ وارا سيڪڙو.
ٻئي اڀياس، چوهي جي دماغي قشري مائٽوڪانڊريا تي لڳ ڀڳ 1 مائڪرومولر تي، ڪامپليڪس I کي پاسيرو ڪرڻ جي تصديق ڪئي ۽ ڪامپليڪس III وٽ هڪ حد مقرر ڪئي. روٽينون تنفس کي آڪسيجن جي لڳ ڀڳ 121 کان گهٽائي 2 کان به گهٽ نينومول في منٽ في ملي گرام ڪيو، ۽ رنگ ان کي لڳ ڀڳ 21 تائين وڌايو، يعني عام شرح جو لڳ ڀڳ ڇهون حصو، جڏهن ته جھليءَ جو وولٽيج لڳ ڀڳ مڪمل طور بحال ٿي ويو. پر ڪامپليڪس III جي بندش کان پوءِ، 1 کان 5 مائڪرومولر تائين نه تنفس بحال ٿيو نه وولٽيج، ۽ بندش رنگ سبب پيدا ٿيل پرآڪسائيڊ سگنل کي دٻايو. ليکڪن تجويز ڪيو ته رِڊيوس ٿيل رنگ پنهنجا اليڪٽران ڪامپليڪس III جي Qo سائيٽ تي پهچائي ٿو: اها سائيٽ والاريل هجي ته پيغام رساں وٽ پهچائڻ لاءِ ڪا جاءِ ناهي.
ٽئين اڀياس، چوهي، وڏي ڪوئي ۽ گني پگ جي دماغي مائٽوڪانڊريا تي گهڻو ڪري 2 مائڪرومولر تي، اختلاف کي سڌو آزمايو ۽ معلوم ڪيو ته ڪامپليڪس III جي بندش لاءِ متبادل رستو ٺهي سگهي ٿو. Qo سائيٽ جي روڪيندڙ مائيڪسوٿيازول بنيادي تنفس کي 88 سيڪڙو گهٽايو، پر رنگ آڪسيجن جي استعمال کي بندش کان سواءِ شرح جي لڳ ڀڳ 62 سيڪڙو تائين بحال ڪيو. هڪ سڌي آزمائش ۾، اڌ مائڪرومولر ٻاهران شامل ڪيل سائٽوڪروم c کي رِڊيوس ڪيو، تڏهن به جڏهن ڪامپليڪس III بند هو؛ اهو NADH کان رنگ وسيلي سائٽوڪروم c ۽ پوءِ ڪامپليڪس IV ڏانهن رستي جي حمايت ڪري ٿو. پر بحال ٿيل تنفس غيرمعمولي نموني هليو: شامل ڪيل ADP آڪسيجن جو استعمال وڌائڻ بدران گهٽايو، ۽ ATP جي ٺهڻ کي بند ڪرڻ سان تنفس تيز ٿيو. وولٽيج جي پولرائيزيشن رڳو جزوي طور موٽي. ابتڙ ڳانڍاپي سان آڪسيجن جو گهڻو استعمال عام توانائيءَ جي پيداوار ناهي.
ليبارٽريون ڇو اختلاف ڪن ٿيون، ۽ ڇا ان کي واضح ڪري ٿو
جانورن جي جنس جي فرق واري وضاحت پهرين ئي ناڪام ٿئي ٿي. ٽئين گروهه ٽن ڪُتريندڙ جانورن ۾ ڪم ورجايو ۽ سڀني ۾ ساڳئي نوعيت جو متبادل رستو ڏٺو، ان چوهي جي نسل ۾ به جنهن ۾ اڳ اهو رستو نه هجڻ جي رپورٽ هئي. فرق ان بدران ارتڪاز (1 جي مقابلي ۾ 2 مائڪرومولر)، روڪيندڙن جي مقدار، بفرن، الڳ ڪرڻ جي طريقن ۽، سڀ کان اهم، ڀيٽ ڪيل توانائيءَ جي حالت ۾ آهي: متبادل رستو ADP شامل ڪرڻ کان اڳ سڀ کان صاف نظر اچي ٿو، بلڪل اتي ئي جتي ADP جو ابتڙ ردعمل ظاهر ٿئي ٿو. تنهنڪري حقيقتن سان ٺهڪندڙ خاڪو حالتن تي دارومدار رکندڙ ٻه نڪرڻ وارا رستا ڏيکاري ٿو، هڪ Qo سائيٽ وٽ ۽ ٻيو سائٽوڪروم c وٽ. پيغام رساں اتي پهچائي ٿو جتي مقامي ڪيميا ان کي پهچائڻ ڏئي ٿي.
پرآڪسائيڊ جي قيمت
قيمت وارو پاسو بحاليءَ واري پاسي جيترو ئي مسلسل آهي. گني پگ واري ڪم ۾، رنگ هر آزمائشي حالت ۾ پرآڪسائيڊ جو خارج ٿيڻ وڌايو: آرام واري حالت ۾، ATP ٺهڻ دوران ۽ ڪيميائي طور متاثر ٿيل حالت ۾، ٽنهي سبسٽريٽن سان. ATP جي ٺهڻ دوران، 1 مائڪرومولر تي پيداوار لڳ ڀڳ 148 کان وڌي 1500 کان وڌيڪ پيڪومول في منٽ في ملي گرام ٿي، ۽ 100 نينومولر به سگنل کي چار ڀيرا کان وڌيڪ وڌايو. رنگ پرآڪسائيڊ جي نيڪال کي پڻ لڳ ڀڳ 2.6 ڀيرا سست ڪيو، تنهنڪري سگنل تيز ٺهڻ سان گڏ سست نيڪال کي به ظاهر ڪري ٿو. تجويز ڪيل ڪيميائي عمل رِڊيوس ٿيل رنگ وسيلي آڪسيجن جو سڌو رِڊڪشن آهي، جنهن ۾ معلوم ٿي سگهندڙ سپرآڪسائيڊ ناهي، جيتوڻيڪ اهو اڃا ثابت ٿيل قدم بدران هڪ تشريح آهي.
چوهي وارو ڪم تصوير کي ڪارائتي نموني وڌيڪ پيچيده ڪري ٿو. پرآڪسائيڊ مقدار سان تيزيءَ سان وڌيو، بنيادي سطح جي لڳ ڀڳ 76 کان 2 مائڪرومولر تي لڳ ڀڳ 2000 پيڪومول في منٽ في ملي گرام تائين، پر ڪامپليڪس III جي بندش رنگ سبب پيدا ٿيل حصي کي دٻايو. جيڪڏهن پرآڪسائيڊ رڳو رِڊيوس ٿيل رنگ جي آڪسيجن سان ردعمل مان ٺهي ها، ته زنجير کي بند ڪرڻ جو ايترو اثر نه ٿيڻ گهرجي ها. اثر ٿئي ٿو، تنهنڪري زنجير به حصو وٺي ٿي. اينٽي آڪسائيڊنٽ ۽ پرو آڪسائيڊنٽ جائزو هن ٻٽي ڪردار کي وسيع پسمنظر ۾ رکي ٿو، ۽ آڪسيجن جي مقابلي ۾ ATP جو تجزيو سمجهائي ٿو ته رڳو آڪسيجن جا انگ توانائيءَ جي دعويٰ جو فيصلو ڇو نٿا ڪري سگهن.
بحالي مرمت ناهي
جنهن جملي جو استعمال ڇڏڻ گهرجي، اهو آهي ”ڇا ميٿيلين بلو مائٽوڪانڊريا جي مرمت ڪري ٿو“. مرمت جو مطلب پائيدار درستگي هوندو: ٻيهر ٺهيل ڪامپليڪس، اهڙو ڳانڍاپو جيڪو دوا نڪري وڃڻ کان پوءِ به برقرار رهي، مڪمل سيلن ۾ بحالي، ۽ پوءِ جيئري جاندار ۾ بهتر ڪم. ٽنهي مقالن مان ڪوبه اهو نٿو ڏيکاري. اهي مصنوعي ڪيميائي بندش دوران تازو الڳ ڪيل عضيات ۾ فوري رستو بدلائڻ ڏيکارين ٿا، جنهن ۾ ATP جي پيداوار عام سطح جي ننڍن حصن جيتري آهي ۽ ڪڏهن ڳانڍاپو کليل نموني عجيب آهي. روٽينون ۽ اينٽيمائيسن ليبارٽري جا اوزار آهن، عمر وڌڻ يا انسانن جي مائٽوڪانڊريائي بيماريءَ جا ماڊل ناهن، ۽ هتي ڪا به ڳالهه صحتمند ماڻهوءَ لاءِ وڌيڪ توانائيءَ جو مطلب نٿي ڏئي؛ اهو ثبوتن جو هڪ الڳ سوال آهي، جنهن جو پنهنجو انساني تحقيقي ادب آهي.
ٽي حدون ڪنهن به بايوهيڪنگ نتيجي کي حقيقتن سان ٺهڪندڙ رکن ٿيون. پهرين، محلول جو ارتڪاز ورتل مقدار ناهي: الڳ ڪيل عضيات جي چوڌاري 0.1 کان 2 مائڪرومولر اهو نٿو ٻڌائي ته وات ذريعي ڪيتري مقدار انسان جي دماغي مائٽوڪانڊريون وٽ اهو آزاد ارتڪاز پيدا ڪري ٿي، خاص ڪري ڇاڪاڻ ته رنگ پاڻ جھليءَ جي وولٽيج موجب گڏ ٿئي ٿو يا آزاد ٿئي ٿو. ٻي، آڪسيجن توانائي ناهي: رنگ ڪارائتي فاسفوريليشن سان گڏ چڪر لڳائڻ ۽ ليڪيج وسيلي به آڪسيجن جو استعمال وڌائي سگهي ٿو، تنهنڪري ATP ۽ وولٽيج جي ماپن کان سواءِ تنفس جي ماپ توانائيءَ جي دعويٰ کي جائز نٿي بڻائي سگهي. ٽين، فائدو ۽ بار هڪ ئي جملي ۾ اچڻ گهرجن: بحال ٿيل وولٽيج يا ATP جو ڪو به بيان، جيڪو گڏ ٿيندڙ پرآڪسائيڊ واڌ کي ڇڏي ڏئي، تجربي جي غلط رپورٽ ڪري ٿو. لاڳاپيل وضاحتي حدن ۾ NAD جو ريڊوڪس توازن، مقدار ۽ ردعمل جي لاڳاپي جي شڪل ۽ جاچ جي رهنمائي شامل آهن.
هڪ عملي ضمني نوٽ: اليڪٽرانن جي هيءَ آمدرفت بلڪل انهيءَ ئي ماليڪيول جي خاصيت آهي. ميٿائل گروپ وڃايل لاڳاپيل مرڪب، جهڙوڪ Azure B، به ريڊوڪس سرگرم آهن، پر انهن جو رويو مختلف آهي، تنهنڪري جزوي طور خراب ٿيل محلول، صحيح سالم رنگ جي ڀيٽ ۾، هڪ مختلف تجربو آهي. اهو مڪمل فارماڪوپيائي معيار ۽ شايع ٿيل بيچ دستاويز تي اصرار ڪرڻ جو هڪ سبب آهي، رڳو ڌاتن جي جاچ بدران. روشنيءَ سان هلندڙ ڪيميا روشني هيٺ استعمال لاءِ هڪ ٻي احتياطي ڳالهه شامل ڪري ٿي، جيڪا ڳاڙهي روشنيءَ سان گڏيل استعمال هيٺ بيان ٿيل آهي.
محدود دعويٰ هن سڀني ڳالهين باوجود قائم رهي ٿي ۽ ان کي برقرار رکڻ گهرجي: ميٿيلين بلو خراب ٿيل، الڳ ڪيل مائٽوڪانڊريا ۾ حالتن تي دارومدار رکندڙ اليڪٽرانن جي پيغام رساں طور ڪم ڪري سگهي ٿو، ۽ پرآڪسائيڊ جي قيمت تي وهڪري کي جزوي طور برقرار رکي سگهي ٿو. ان کان اڳتي هر ڳالهه، توانائي، ڊگهي عمر، مرمت، اهڙن ثبوتن جي انتظار ۾ آهي جيڪي ڏيڻ لاءِ اهي اڀياس ٺاهيا ئي نه ويا هئا.