መቲሊን ብሉን ሚቶኮንድርያን፦ ምጉዕዓዝ ኤሌክትሮናትን መርትዖን

ጎድኒ ጎድኒ ዝተቐመጡ ክልተ ናይ ፈተነ ምድላዋት ሕሰብ። ክልቲኦም ብሮተኖን፣ ንኮምፕሌክስ I ናይ ምስትንፋስ ሰንሰለት ዝዓጽው ኬሚካል፣ ዝተመረዙ ሚቶኮንድርያ ሓንጎል ይሕዙ። ኣብ ሓደ ካብኣቶም፣ እቲ ፈተነ ዝገብር ሰብ ብፒፔት ኣብ ደረጃ micromolar ዘሎ መጠን መቲሊን ብሉ ይውስኽ። ኣጠቓቕማ ኦክስጅን ብኸፊል ይምለስ። ቮልቴጅ ሽፋን ብኸፊል ይምለስ። ንእሽቶ መጠን ምስራሕ ATP እንደገና ይጅምር። ኣብቲ ኣብ ጎድኑ ዘሎ ኩቬት ግን፣ መለክዒ ፐሮክሳይድ ነቲ ካልእ ፍርቂ ዛንታ ይገልጽ፦ ምውጻእ ሃይድሮጅን ፐሮክሳይድ፣ ኣብ ነፍሲ ወከፍ ዝተፈተነ መጠንን ኣብ ነፍሲ ወከፍ ዝተፈተነ ሳብስትሬትን፣ ብሓያሎ ዕጽፍታት ወሲኹ ኣሎ።

ክልቲኦም መለክዒታት ቅኑዓት እዮም። መቲሊን ብሉ፣ ኤሌክትሮናት ነቲ ዝተጎድአ ክፋል ናይ ምስትንፋስ ሰንሰለት ብምዝላል ዋሕዚ ክቕጽል ዘኽእል መመላለሲ እዩ፤ እቲ ተመሳሳሊ መመላለሲ ድማ ነዚ ክገብር ከሎ ብፐሮክሳይድ ዝኽፈል ዋጋ የስዕብ። ነዞም ክልተ ሓቅታት ብሓንሳብ ኣብ ኣእምሮኻ ምስ እትሕዞም፣ እቶም ብዛዕባ መቲሊን ብሉን ተግባር ሚቶኮንድርያን ዝገልጹ ሳይንሳዊ ጽሑፋት ክርድኡ ይኽእሉ። ሓደ ጥራይ ምስ እትሕዝ ግን፣ ከከምቲ መጀመርታ ዝኸፈትካዮ ወረቐት መጽናዕቲ፣ ከም ተኣምር ወይ ከም ስግኣት ይንበቡ።

እቲ መመላለሲ፣ ብቐሊሉ ክግለጽ ከሎ

ናይ ምስትንፋስ ሰንሰለት፣ ተራ ብተራ ዘመሓላልፍ መስመር እዩ። ኤሌክትሮናት ብኮምፕሌክስ I ካብ NADH፣ ወይ ብኮምፕሌክስ IIን ተዛመድቲ ኤንዛይማት ፍላቪንን ካብ ሱክሲኔትን ተመሳሰልቲ ወሃብትን ይኣትዉ፤ ብኮምፕሌክስ III ኣቢሎም ናብቲ ተንቀሳቓሲ ተሸካሚ ሳይቶክሮም c ይሓልፉ፣ ድሕሪኡ ብኮምፕሌክስ IV ኣቢሎም ናብ ኦክስጅን ይበጽሑ። ነፍሲ ወከፍ ምትሕልላፍ፣ ፕሮቶናት ብውሽጣዊ ሽፋን ኣሳጊሩ ይደፍእ፤ ካብኡ ዝፍጠር ደረጃዊ ፍልልይ ድማ ንምስራሕ ATP ይድርኽ። ዝኾነ መደበር ምስ ዝዕጾ፣ እቲ ቅድሚኡ ዘሎ መስመር ንጥፈቱ የቋርጽ።

መቲሊን ብሉ ከም ትይዩ ኣብጻሒ ኮይኑ ኣብዚ ይኣቱ። እቲ ኦክሲዳይዝድ ቅርጹ ካብቶም ቅድሚኡ ዘለዉ ተሸከምቲ ኤሌክትሮናት ይቕበል፣ ናብቲ ሕብሪ ዘይብሉ ሪዱስድ ቅርጺ፣ ሉኮመቲሊን ብሉ፣ ይቕየር። እዚ ድማ ነቶም ኤሌክትሮናት ናብቶም ድሕሪኡ ዘለዉ ኣመሓላሊፉ እንደገና ሰማያዊ ይኸውን። እዞም ክልተ ቅርጽታት ኣብ መግለጺ እቲ ሬዶክስ ጽምዲ ተገሊጾም ኣለዉ፤ እቲ ሰፊሕ ናይ ምትሕልላፍ ባህሪ ድማ ኣብ ሓፈሻዊ መግለጺ ኣሰራርሓ ይርከብ። እቲ ገና ዘይተመለሰ ሕቶ፣ እቲ ኣብጻሒ ኣበይ እንደገና ናብቲ መስመር ይኣቱ ዝብል እዩ፦ ኣብቲ Qo ዝበሃል ኪኖል ዝኣስረሉ ቦታ ናይ ኮምፕሌክስ III፣ ወይስ ብቐጥታ ኣብ ሳይቶክሮም c። ኣየናይ መውጽኢ ከም ዝዕብልል ኣብ ኩነታት ይምርኮስ፣ ከምቲ ትንተና ንኮምፕሌክስ III ብምዝላል ዝሓልፍ መንገዲ ብዝርዝር ዝገልጾ።

እቶም ሰለስተ መጽናዕትታት ሓሳኹ ብሓቂ እንታይ ለኪዖም

ሰለስቲኦም መጽናዕትታት ዝተነጸሉ ሚቶኮንድርያ ሓንጎል ተጠቒሞም፤ እዚ ማለት፣ ካብ ዋህዮ ዝተወገዱን ኣብ ብግልጺ ዝተወሰነ ባፈር ዝተንጠልጠሉን ንኣሽቱ ኣካላት ዋህዮ እዮም። ሙሉኣት ዋህዮታት፣ መጠን ዝተዋህቦም እንስሳታት፣ ወይ ሰብኣዊ ተሳተፍቲ ኣይነበሩን። ጽዑቕነት ነቲ ኣብ ዙርያ እቶም ንኣሽቱ ኣካላት ዋህዮ ዘሎ ፈሳሲ እዩ ዝምልከት፣ ንሰብ ብኣፍ ዝወሃብ መጠን ኣይኮነን። ነዚ ኣውድ ቀዋሚ ጌርካ ምስ እትሕዞ፣ እቶም ኣሃዛት ብግልጺ ይዛረቡ።

እቲ ቀዳማይ መጽናዕቲ፣ ኣብ ዝተነጸሉ ሚቶኮንድርያ ሓንጎል ጊኒ ፒግ፣ ካብ 100 nanomolar ክሳብ 2 micromolar፣ ኣብ ሓደ ናይ ፈተነ ምድላው ጥቕምን ዋጋን መዚኑ። ኣብ ጥዑያት ሚቶኮንድርያ፣ እቲ ቀለም ኣብ ዕረፍቲ ዘሎ ኣጠቓቕማ ኦክስጅን ወሲኹ፣ ነቲ ብADP ዝነቓቓሕ ምስትንፋስ ግን ኣይቀየሮን፤ ስለዚ እቲ ምስ ምስትንፋስ ዝተኣሳሰረ ምፍራይ ATP ኣይተመሓየሸን። ኮምፕሌክስ I ምስ ተዓጽወ፣ 2 micromolar ንምስራሕ ATP ካብ 46 ናብ 93 nanomoles per minute per milligram መሊሱ፣ እቲ ንቡር ፍጥነት ግን ኣስታት 1109 ነይሩ። ኮምፕሌክስ III ምስ ተዓጽወ፣ እቲ ተመሳሳሊ መጠን ንATP ካብ ኣስታት 46 ናብ 63 መሊሱ፣ እቲ ንቡር ፍጥነት ግን ኣስታት 910 ነይሩ። ቮልቴጅን ምውሳድ ካልስየምን ብኸፊል ተመሊሶም። ብሳያናይድ ዝተገብረ ምዕጻው ኮምፕሌክስ IV ብምዝላል ክሕለፍ ኣይከኣለን፤ እዚ ድማ እቲ ጠቓሚ መውጽኢ ኤሌክትሮናት፣ ቅድሚ ዝሰርሕ ኮምፕሌክስ IV ከም ዝርከብ የመልክት። ነፍሲ ወከፍ ምምላስ ተግባር ብስታቲስቲክስ እውን እውነተኛ ነይሩ፣ ግን ንእሽቶ፦ ካብ ንቡር ምፍራይ ATP ብሓደ ኣሃዝ ዝግለጽ ሚእታዊ ጥራይ።

እቲ ካልኣይ መጽናዕቲ፣ ኣብ ሚቶኮንድርያ ቅርፊት ሓንጎል ኣንጭዋ፣ ኣብ ኣስታት 1 micromolar፣ ንኮምፕሌክስ I ብምዝላል ዝሓልፍ መንገዲ ኣረጋጊጹ፣ ኣብ ኮምፕሌክስ III ግን ዶብ ኣቐሚጡ። ሮተኖን ንምስትንፋስ ካብ ኣስታት 121 ናብ ትሕቲ 2 nanomoles of oxygen per minute per milligram ኣውሪዱ፤ እቲ ቀለም ድማ ናብ ኣስታት 21፣ ማለት ኣስታት ሓደ ሻድሻይ ናይቲ ንቡር፣ ኣልዒልዎ፣ ቮልቴጅ ሽፋን ግን ዳርጋ ሙሉእ ብሙሉእ ተመሊሱ። ኮምፕሌክስ III ድሕሪ ምዕጻዉ ግን፣ ካብ 1 ክሳብ 5 micromolar እኳ እንተተፈተነ፣ ምስትንፋስ ኮነ ቮልቴጅ ኣይተመልሱን፤ እቲ ምዕጻው ድማ ነቲ ብቀለም ዝፍጠር ምልክት ፐሮክሳይድ ኣጉዲልዎ። እቶም ጸሓፍቲ፣ እቲ ሪዱስድ ቀለም ኤሌክትሮናቱ ኣብ Qo ቦታ ናይ ኮምፕሌክስ III ከም ዘብጽሕ ሓሳብ ኣቕሪቦም፦ እቲ ቦታ ምስ ተታሕዘ፣ እቲ ኣብጻሒ ዘብጽሓሉ ቦታ የብሉን።

እቲ ሳልሳይ መጽናዕቲ፣ ኣብ ሚቶኮንድርያ ሓንጎል ኣንጭዋ፣ ራትን ጊኒ ፒግን፣ ብቐንዱ ኣብ 2 micromolar፣ ነቲ ዘይምስምማዕ ብቐጥታ ፈቲኑ፣ ምዕጻው ኮምፕሌክስ III ብካልእ መንገዲ ክሕለፍ ከም ዝኽእል ረኺቡ። እቲ ንQo ቦታ ዝዓግት ሚክሶትያዞል ንመሰረታዊ ምስትንፋስ ብ88 percent ምስ ኣጉደሎ፣ እቲ ቀለም ንኣጠቓቕማ ኦክስጅን ናብ ኣስታት 62 percent ናይቲ ዘይተዓጽወ ፍጥነት መሊስዎ። ኣብ ቀጥታዊ ፈተነ፣ ፍርቂ micromolar ነቲ ካብ ወጻኢ ዝተወሰኸ ሳይቶክሮም c፣ ኮምፕሌክስ III ተዓጽዩ እናሃለወ እውን፣ ኤሌክትሮናት ሂብዎ። እዚ ካብ NADH፣ ብቀለም ኣቢሉ ናብ ሳይቶክሮም c፣ ካብኡ ድማ ናብ ኮምፕሌክስ IV ዝኸይድ መንገዲ ከም ዘሎ ይድግፍ። እቲ ዝተመልሰ ምስትንፋስ ግን ዘይንቡር ባህሪ ኣርእዩ፦ ADP ምውሳኽ ንኣጠቓቕማ ኦክስጅን ኣብ ክንዲ ዘዕብዮ ኣጉዲልዎ፣ ምስራሕ ATP ምዕጻው ድማ ንምስትንፋስ ኣነቓቒሕዎ። ቮልቴጅ እንደገና ዝተመልሰ ብኸፊል ጥራይ እዩ። ልዑል ኣጠቓቕማ ኦክስጅን ምስ ዝተገልበጠ ምትእስሳር፣ ንቡር ምፍራይ ጸዓት ኣይኮነን።

እቶም ላቦራቶሪታት ስለምንታይ ዘይሰማምዑ፣ እንታይከ የነጽሮ

እቲ ብፍልልይ ዓይነት እንስሳ ዝወሃብ መብርሂ መጀመርታ ይፈርስ። እቲ ሳልሳይ ጉጅለ ነቲ ስራሕ ኣብ ሰለስተ ዓይነታት ሓሳኹ ደጊምዎ፣ ኣብ ኩሎም ድማ ብዓይነቱ ተመሳሳሊ ናይ ምዝላል መንገዲ ረኺቡ፤ እዚ ነቲ እቲ መንገዲ የለን ተባሂሉ ዝተጸብጸበሉ ዓሌት ኣንጭዋ እውን የጠቓልል። ኣብ ክንድኡ ዝፈላለዩ፣ ጽዑቕነት፣ 1 ምስ 2 micromolar፣ መጠናት ዓገትቲ፣ ባፈራት፣ ኣገባባት ምንጻል፣ ልዕሊ ኩሉ ድማ እቲ ዝነጻጸር ናይ ጸዓት ኩነታት እዮም። እቲ ናይ ምዝላል መንገዲ፣ ADP ቅድሚ ምውሳኹ እዩ ብዝበለጸ ዝርአ፣ ብልክዕ ኣብቲ እቲ ትጽቢት ዝጻረር ምላሽ ADP ዝረኣየሉ ኩነታት። ስለዚ እቲ ንሓቂ ዝውክል ስእሊ፣ ኣብ ኩነታት ዝምርኮሱ ክልተ መውጽኢታት የርኢ፦ ሓደ ኣብ Qo ቦታ፣ ሓደ ድማ ኣብ ሳይቶክሮም c። እቲ ኣብጻሒ፣ እቲ ናይቲ ቦታ ኬሚካላዊ ኩነታት ኣብ ዘፍቅደሉ የብጽሕ።

እቲ ብፐሮክሳይድ ዝኽፈል ዋጋ

እቲ ናይ ዋጋ ወገን፣ ከምቲ ናይ ምምላስ ተግባር ወገን፣ ብቐጻሊ ዝርአ እዩ። ኣብቲ ብጊኒ ፒግ ዝተገብረ ስራሕ፣ እቲ ቀለም ኣብ ነፍሲ ወከፍ ዝተፈተነ ኩነታት፣ ኣብ ዕረፍቲ፣ ATP ኣብ ዝስራሓሉን ብኬሚካል ተግባሩ ኣብ ዝተዳኸመሉን፣ ኣብ ሰለስቲኦም ሳብስትሬታት ምውጻእ ፐሮክሳይድ ወሲኹ። ATP ኣብ ዝስራሓሉ እዋን፣ ኣብ 1 micromolar፣ ምውጻእ ፐሮክሳይድ ካብ ኣስታት 148 ናብ ልዕሊ 1500 picomoles per minute per milligram ወሲኹ፤ 100 nanomolar እኳ ነቲ ምልክት ካብ ኣርባዕተ ዕጽፊ ንላዕሊ ኣዕብይዎ። እቲ ቀለም ንምውጋድ ፐሮክሳይድ እውን ብኣስታት 2.6 ዕጽፊ ኣዘግይዎ፤ ስለዚ እቲ ምልክት ዝቐልጠፈ ምፍጣርን ዝዘግየ ምጽራይን ብሓንሳብ የንጸባርቕ። እቲ ዝቐረበ ኬሚካላዊ መብርሂ፣ እቲ ሪዱስድ ቀለም ንኦክስጅን ብቐጥታ ኤሌክትሮናት ይህቦ፣ ክርከብ ዝኽእል ሱፐርኦክሳይድ ድማ ኣይፍጠርን ዝብል እዩ፤ እዚ ግን ዝተረጋገጸ ስጉምቲ ዘይኮነስ ትርጉም እዩ ዝቕጽል።

እቲ ብኣንጭዋ ዝተገብረ ስራሕ፣ ነቲ ስእሊ ብጠቓሚ መንገዲ ዝያዳ ውስብስብ ይገብሮ። ፐሮክሳይድ ምስ መጠን ብሓያል ኣዝዩ ወሲኹ፣ ካብ ኣስታት 76 ዝነበረ መሰረታዊ ደረጃ ናብ ዳርጋ 2000 picomoles per minute per milligram ኣብ 2 micromolar በጺሑ፤ ምዕጻው ኮምፕሌክስ III ግን ነቲ ብቀለም ዝፍጠር ክፋል ኣጉዲልዎ። ፐሮክሳይድ ካብቲ ሪዱስድ ቀለም ምስ ኦክስጅን ዝገብሮ ግብረመልሲ ጥራይ እንተዝመጽእ፣ ነቲ ሰንሰለት ምዕጻው ክንድዚ ጽልዋ ክህልዎ ኣይምተጸበናን። ጽልዋ ግን ኣለዎ፣ ስለዚ እቲ ሰንሰለት ይሳተፍ። ግምገማ ጸረ-ኦክሲዴሽንን ኦክሲዴሽን ዘተባብዕ ባህርን ነዚ ድርብ ባህሪ ኣብ ሰፊሕ ኣውድ የቐምጦ፤ ትንተና ኦክስጅን ምስ ATP ድማ፣ ኣሃዛት ኦክስጅን ጥራይ ስለምንታይ ንናይ ጸዓት ኣበሃህላ ፈጺሞም ዘይውስኑ ይገልጽ።

ምምላስ ተግባር ጽገና ኣይኮነን

እቲ ካብ ኣጠቓቕማ ክወጽእ ዘለዎ ሓረግ፣ "መቲሊን ብሉ ንሚቶኮንድርያ ይጽግኖም ድዩ" ዝብል እዩ። ጽገና ማለት ነባሪ ምእራም ምኾነ፦ ዳግም ዝተሃንጹ ኮምፕሌክሳት፣ እቲ መድሃኒት ድሕሪ ምውጻኡ ዝቕጽል ምትእስሳር፣ ኣብ ሙሉኣት ዋህዮታት ምምላስ ተግባር፣ ድሕሪኡ ድማ ኣብ ህያው ፍጡር ዝተመሓየሸ ተግባር። ካብቶም ሰለስተ ወረቓቕቲ መጽናዕቲ ዋላ ሓደ ነዚ ኣየርኢን። ዘርእይዎ፣ ኣብ ኣርቲፊሻል ኬሚካላዊ ምዕጻው፣ ኣብ ሓድሽ ዝተነጸሉ ንኣሽቱ ኣካላት ዋህዮ፣ ንሽዑ ዝግበር ምቕያር መንገዲ እዩ። እዚ ድማ ምፍራይ ATP ካብቲ ንቡር ንእሽቶ ክፋል ጥራይ እናኾነ፣ ሓድሓደ ግዜ ድማ ብግልጺ ዘይንቡር ምትእስሳር እናተራእየ እዩ። ሮተኖንን ኣንቲማይሲንን መሳርሒታት ላቦራቶሪ እዮም፣ ናይ እርጋን ወይ ናይ ሰብ ሕማም ሚቶኮንድርያ ሞዴላት ኣይኮኑን። ኣብዚ ዘሎ ዋላ ሓደ ንጥዑይ ሰብ ዝያዳ ጸዓት ከም ዝህብ ኣየመልክትን፤ እዚ ናቱ ናይ ሰብ መጽናዕትታት ዘለዎ ዝተፈልየ ናይ መርትዖ ሕቶ እዩ።

ሰለስተ ዶባት፣ ዝኾነ ናይ ባዮሃኪንግ መደምደምታ ንሓቂ ዝተኣመነ ክኸውን ይገብሩ። ቀዳማይ፣ ናይቲ ፈሳሲ ጽዑቕነት ናይ ምውሳድ መጠን ኣይኮነን፦ ኣብ ዙርያ ዝተነጸሉ ንኣሽቱ ኣካላት ዋህዮ ዘሎ 0.1 ክሳብ 2 micromolar፣ ኣየናይ ብኣፍ ዝውሰድ መጠን ኣብ ሚቶኮንድርያ ሓንጎል ሰብ ነቲ ነጻ ጽዑቕነት ከም ዘፍጥር ዋላ ሓንቲ ኣይነግርን። ብፍላይ እቲ ቀለም ኣብ ቮልቴጅ ናይቲ ሽፋን ተመርኲሱ ስለ ዝእከብ ወይ ዝልቀቕ። ካልኣይ፣ ኦክስጅን ጸዓት ኣይኮነን፦ እቲ ቀለም፣ ብፍርያም ፎስፎሪሌሽን ጥራይ ዘይኮነስ፣ ብዑደትን ምፍሳስን እውን ኣጠቓቕማ ኦክስጅን ከዕቢ ይኽእል። ስለዚ ATPን ቮልቴጅን ከይተለክዑ ዝግበር መለክዒ ምስትንፋስ፣ ናይ ጸዓት ኣበሃህላ ከጽድቕ ኣይክእልን። ሳልሳይ፣ ጥቕምን ጾርን ኣብ ሓደ ሓረግ ክግለጹ ኣለዎም፦ ቮልቴጅ ወይ ATP ተመሊሱ ዝብል ዝኾነ መግለጺ፣ ነቲ ምስኡ ዝኸይድ ወሰኽ ፐሮክሳይድ እንተገዲፍዎ፣ ነቲ ፈተነ ብዘይትኽክል ይገልጾ። ተዛመድቲ መወሰንቲ ኩነታት፣ ሬዶክስ ሚዛን NAD፣ ቅርጺ ምላሽ ንመጠንን መምርሒ ፈተነታት መለክዒን የጠቓልሉ።

ሓደ ተግባራዊ ተወሳኺ ማስታወሻ፦ እቲ ናይ ምምልላስ ባህሪ፣ ናይቲ ልክዕ ሞለኪዩል ባህሪ እዩ። ከም Azure B ዝኣመሰሉ፣ ጉጅለታት መቲል ዝተወገደሎም ተዛመድቲ ሞለኪዩላት እውን ኣብ ሬዶክስ ንጡፋት እዮም፣ ግን ዝተፈልየ ባህሪ ኣለዎም። ስለዚ ብኸፊል ዝተበላሸወ መፍትሒ፣ ምስ ዘይተበላሸወ ቀለም ዝግበር ፈተነ ሓደ ኣይኮነን። እዚ፣ ኣብ ክንዲ ንብረታት ጥራይ ዝምርምር ፈተነ፣ ሙሉእ ናይ ፋርማኮፒያ መስፈርትን ዝተሓትመ ናይ ምርት ጉጅለ ሰነድን ክጠለብ ዘለዎ ሓደ ምኽንያት እዩ። ብብርሃን ዝድረኽ ኬሚካላዊ ስርሒት፣ ብርሃን ኣብ ዝበጽሖም ኣጠቓቕማታት ተወሳኺ መጠንቀቕታ ይውስኽ፤ እዚ ኣብ ምውህሃድ ምስ ቀይሕ ብርሃን ተገሊጹ ኣሎ።

እቲ ውሱን ኣበሃህላ ነዚ ኩሉ ሓሊፉ ይጸንዕ፣ ምዕቃቡ ድማ ጠቓሚ እዩ፦ መቲሊን ብሉ፣ ኣብ ዝተጎድኡን ዝተነጸሉን ሚቶኮንድርያ፣ ኣብ ኩነታት ዝምርኮስ ኣብጻሒ ኤሌክትሮናት ኮይኑ ክሰርሕ ይኽእል፣ ብዋጋ ፐሮክሳይድ ድማ ንዋሕዚ ብኸፊል ይዕቅብ። ካብዚ ዝሓልፍ ኩሉ፣ ጸዓት፣ ነዊሕ ዕድመ፣ ጽገና፣ እዞም መጽናዕትታት ንምሃቡ ፈጺሞም ዘይተነድፉ መርትዖ ይጽበ።