ዝያዳ ሃልኪ ኦክስጅን ማለት ዝያዳ ATP ማለት ድዩ? ካብ መጽናዕትታት ሜቲሊን ብሉ ዝርከቡ ትምህርትታት

ሓደ ተነጺሉ ዝተወስደ ማይቶኮንድርያ፣ ነዳዲ ዘለዎ ግን ADP ዘይብሉ ክፍሊ ፈተነ ውሽጢ ይርከብ። ኦክስጅን ብቐስታ ይሃልኽ። ADP ምስ ዝውሰኾ፣ ሃልኪ ኦክስጅን ብሓያሎ ዕጽፊ ይውስኽ። ADP ክሳዕ ዝውዳእ ምስ እትጽበ፣ ሃልኪ ኦክስጅን ናብቲ ቀደም ዝነበረ ይወርድ። እቲ ነዳዲ ፈጺሙ ኣይተቐየረን። ዝተቐየረ ጠለብ ATP ጥራይ እዩ።

እዚ ንእሽቶ ተኸታታሊ ፍጻመ፣ እዚ ዓንቀጽ ዝገልጾ ዘሎ ምሉእ ፍልልይ ይሓቁፍ። ሃልኪ ኦክስጅን፣ ኤሌክትሮናት ብሰንሰለት ምትንፋስ ኣቢሎም ናብ ኦክስጅን ክንደይ ብቕልጡፍ ከም ዝውሕዙ ይዕቅን። ምፍራይ ATP ድማ፣ ካብቲ ዋሕዚ ክንደይ ከም ዝጥቀመሉ ጸዓት ከም ዝኽዘን ይዕቅን። እዞም ክልተ፣ ኣብ ክልተ ወገን ውሽጣዊ ሽፋን ማይቶኮንድርያ ዘሎ ግራድየንት ፕሮቶናት ዝበሃል ማእከላይ ስጉምቲ ይካፈሉ። እቲ ግራድየንት ምስ ውህደት ATP ክንደይ ብጽኑዕ ከም ዝተኣሳሰር ዝቕይር ዝኾነ ነገር፣ ነቶም ክልተ ናይ መወዳእታ መለክዒታት ብዝተፈላለየ ኣንፈት ክቕይሮም ይኽእል። ሜቲሊን ብሉ ኣብዚ ጠቓሚ መምሃሪ እዩ፣ ምኽንያቱ ክልቲኡ ክገብር ተራእዩ እዩ፦ ኣብ ገለ ንፈተነ ዝተዳለዉ ናሙናታት ኣጠቓቕማ ኦክስጅን ምስ ATP ብሓባር የዕቢ፣ ኣብ ካልኦት ድማ ATP ከይተቐየረ እናተረፈ ወይ እናነከየ ኣጠቓቕማ ኦክስጅን የዕቢ።

ፈለማ ነቲ ሰፊሕ ስእሊ ምትሕልላፍ ክርድኡ ዝደልዩ ኣንበብቲ፣ ሜቲሊን ብሉ ኤሌክትሮናት ብሰንሰለት ምትንፋስ ኣቢሉ ከመይ ከም ዘመላልስ ብምንባብ ክጅምሩ ይኽእሉ። ቃላት ናይቶም ቀዳሞት ፈተነታት ኦክስጅን ክፈልጡ ዝደልዩ ድማ፣ እቶም ቀዳሞት መለክዒታት ምትንፋስ ብሓቂ እንታይ ከም ዘርኣዩ ከንብቡ ይኽእሉ።

ምትንፋስ፣ ATPን ኣብ መንጎኦም ዘሎ ግራድየንትን

ካብ NADHን FADH2ን ዝመጹ ኤሌክትሮናት፣ ብኮምፕሌክሳት Iን IIን ናብቲ ሰንሰለት ይኣትዉ። ብኮምፕሌክስ III ኣቢሎም ናብ ሳይቶክሮም c፣ ድሕሪኡ ድማ ብኮምፕሌክስ IV ኣቢሎም ናብ ኦክስጅን ይሓልፉ። ኣብ ኮምፕሌክሳት I፣ IIIን IVን ዝፍታሕ ጸዓት፣ ፕሮቶናት ካብ ማትሪክስ ናብቲ ኣብ መንጎ ሽፋናት ዘሎ ቦታ ይደፍእ። እዚ ናይ ኤሌክትሪክ ክፍያን ኣሲድነትን ፍልልይ፣ ፕሮቶናት ዘንቀሳቕስ ሓይሊ እዩ። እቲ ኤሌክትሪካዊ ክፋሉ፣ ማለት ፖተንሻል ሽፋን፣ መብዛሕትኡ ግዜ እቲ ዝዓበየ ክፋል እዩ።

ATP ሲንታዝ፣ ፕሮቶናት ናብ ማትሪክስ ክምለሱ የፍቅድ፣ እቲ ዝፍታሕ ጸዓት ድማ ADPን ፎስፌትን ኣጣሚሩ ATP ንምፍጣር ይጥቀመሉ። ስለዚ እቲ ሰንሰለት ከምዚ እዩ፦

ሃልኪ ኦክስጅን፣ ድሕሪኡ ምድፋእ ፕሮቶናት፣ ድሕሪኡ ግራድየንት፣ ድሕሪኡ ውህደት ATP።

እቲ ጸገም፣ ፕሮቶናት ብኻልኦት መንገድታት እውን ክምለሱ ይኽእሉ ምዃኖም እዩ። ATP ሲንታዝ ዝሓልፍ ዝኾነ መመለሲ መንገዲ፣ ምልኳዕ ፕሮቶናት እዩ። እዚ ምልኳዕ፣ ፖተንሻል ሽፋን ከይተቐየረ ንምሓዝ፣ ነቲ ሰንሰለት ነቶም ፕሮቶናት እንደገና ክደፍኦም የገድዶ። እዚ ድማ ዝያዳ ATP ከይፈጠረ ዝያዳ ኦክስጅን ይሃልኽ። እኹል ሓያል ምልኳዕ፣ ምፍታሕ ምትእስሳር እዩ፦ ኣጠቓቕማ ኦክስጅን ይውስኽ፣ ATP ግን ከይተቐየረ ይተርፍ ወይ ይንኪ፣ እቲ ዝባኽን ጸዓት ድማ ብመልክዕ ሙቐት ይወጽእ።

ኩነታት 3፣ ኩነታት 4ን ሬሾ ቁጽጽር ምትንፋስን

እዚ ባህላዊ ኣጠቓቕማ ቃላት፣ ካብ ዝተነጸሉ ማይቶኮንድርያታት ዝመጸ እዩ። ኩነታት 3፣ ሳብስትሬትን ADPን ኣብ ዘለዉሉ ዝካየድ ምትንፋስ እዩ፦ ATP ሲንታዝ ነቲ ግራድየንት የንክዮ፣ ፖተንሻል ሽፋን ይወርድ፣ እቲ ሰንሰለት ዳግማይ ንምህናጹ ይቀላጠፍ፣ ATP ይፍጠር ስለ ዘሎ ድማ ኣጠቓቕማ ኦክስጅን ልዑል ይኸውን። ኩነታት 4፣ ADP ምስ ተወድአ ዝካየድ ምትንፋስ እዩ፦ ATP ሲንታዝ ስራሑ የቋርጽ፣ እቲ ግራድየንት ይውስኽ፣ እቲ ልዑል ፖተንሻል ሽፋን ንተወሳኺ ምድፋእ ይቃወም፣ ኣጠቓቕማ ኦክስጅን ድማ ነቲ ምልኳዕ ንምክሕሓስ ናብ ዘድሊ መጠን ይወርድ።

ስለዚ፣ ሬሾ ቁጽጽር ምትንፋስ፣ ማለት ኩነታት 3 ብኩነታት 4 ዝተመቕለ፣ እቲ ንፈተነ ዝተዳለወ ናሙና ክንደይ ብጽኑዕ ከም ዝተኣሳሰር የርኢ። ልዑል ሬሾ፣ ADP ንምትንፋስ ብሓይሊ ከም ዝቆጻጸሮ የመልክት። ኩነታት 4 እናወሰኸ እቲ ሬሾ ምውራዱ ድማ፣ ምልኳዕ ዓብላሊ ይኸውን ከም ዘሎ የመልክት። እዚ ነቶም ኣብ ታሕቲ ዘለዉ ውጽኢታት ሜቲሊን ብሉ ንምርዳእ ዝሕግዝ ኣጠማምታ እዩ።

ሓደ ኣብ ኣእምሮ ክተቐምጦ ዝግባእ መግለጺ ኣሎ። ልዑል ፖተንሻል ሽፋን ነቲ ሰንሰለት የዘግዮ። ነቲ ፖተንሻል ምብታን ድማ የቀላጥፎ። እቲ ሰንሰለት ዝምልሶ፣ ምድፋእ ክንደይ ከቢድ ከም ዝኾነ እዩ፣ ATP ይፍጠር ኣሎ ድዩ ኣይፍጠርን ንዝብል ብቐጥታ ኣይኮነን።

እቶም ናይ መወዳእታ መለክዒታት ብሓባር ክቕየሩ ከለዉ

እቲ ዝነጸረ ኣብነት ምትእስሳር፣ ካብ ኮምፕሌክሳት ምትንፋሶም ዝተዓጽዉ፣ ካብ ሓንጎል ጊኒ ፒግ ዝተነጸሉ ማይቶኮንድርያታት ይመጽእ። ካብ 100 nanomolar ክሳዕ 1 micromolar ሜቲሊን ብሉ፣ ግሉታሜት ምስ ማሌት፣ ሱክሲኔት ወይ ግሊሰሮፎስፌት ከም ነዳዲ ክጥቀሙ ከለዉ፣ ኣብ ዕረፍቲ ዝካየድ ሃልኪ ኦክስጅን ወሲኹ። ብADP ዝተነቓቕሐ ምትንፋስ ግን ኣይተቐየረን። ኣብ ኮምፕሌክስ I ወይ ኮምፕሌክስ III ብመርዚ ዝተዓጽዉ ማይቶኮንድርያታት፣ እቲ ቀለም ምፍራይ ATP ብመጠኑ ኣዕብዩ፣ ፖተንሻል ሽፋን መሊሱ፣ ምውሳድ ካልስየም ድማ ኣመሓይሹ። እቲ ዝቐረበ መግለጺ መንገዲ፣ ኣቋራጭ እዩ፦ እቲ ቀለም ቅድሚ እቲ ዕጽዋ ኤሌክትሮናት ይቕበል፣ ነቲ ዝተጎድአ ኮምፕሌክስ ብምሕላፍ ድማ ናብ ሳይቶክሮም c የሕልፎም።

ካልኣይ ኣብነት ምትእስሳር፣ ፈጺሙ ዝተፈልየ ምንጪ ATP ይጥቀም። ኣብ ATP ሲንታዝ ዝተገትኣሎም፣ ካብ ሓንጎል ዝተነጸሉ ማይቶኮንድርያታት፣ ሜቲሊን ብሉ ኣብ ኩሉ ዝተፈተነ ሳብስትሬት ምትንፋስ ምንቕቓሑ ቀጺሉ። ውህደት ATP ግን ኣብ ኣልፋ ኬቶግሉታሬትን ግሉታሜትን ጥራይ ወሲኹ፤ እዞም ክልተ ሳብስትሬታት ሱክሲኒል CoA ይፈጥሩ። ኦሊጎማይሲን ንATP ሲንታዝ እናዓጸዎ፣ እቲ ተወሳኺ ATP ካብ ኦክሲዳቲቭ ፎስፎሪሌሽን ዘይኮነስ፣ ኣብ ዑደት ሲትሪክ ኣሲድ ብሱክሲኒል CoA ላይጌዝ ካብ ዝካየድ ፎስፎሪሌሽን ደረጃ ሳብስትሬት ዝመጸ እዩ። ኮምፕሌክስ Iን ATP ሲንታዝን ብሓባር ምስ ተገትኡ፣ እቲ ቀለም ፖተንሻል ሽፋን እውን መሊሱ። ኣብዚ፣ ኣጠቓቕማ ኦክስጅንን ATPን ብሓባር ተቐይሮም፣ ግን እቲ ሳብስትሬት ነቲ ካልኣይ መንገዲ ATP ኣብ ዘፍቅደሉ ጥራይ። ኣብ ሱክሲኔት ወይ ማሌት፣ ምትንፋስ ብዘይ ተወሳኺ ATP ወሲኹ። ሓደ ዓይነት ቀለም፣ ሓደ ክፍሊ ፈተነ፣ ዝተፈልየ ነዳዲ፣ ዝተፈልየ መልሲ።

እቶም ናይ መወዳእታ መለክዒታት ክፈላለዩ ከለዉ

እቶም ፍልልይ ዘርእዩ ኣብነታት እውን፣ ብተመሳሳሊ ኣብ ዝተሓትሙ መጽናዕትታት ይርከቡ፣ ብተመሳሳሊ ድማ መምሃሪ እዮም። ኣብ ካብ 1997 ዝኾነ፣ ካብ ጸላም ከብዲ ኣንጭዋ ዝተነጸሉ ማይቶኮንድርያታት ዝመርመረ መጽናዕቲ፣ ሜቲሊን ብሉ፣ ሱክሲኔት እናተጠቐሙ ዝትንፍሱን ብጽኑዕ ዝተኣሳሰሩን ማይቶኮንድርያታት፣ ምትንፋስ ኩነታት 4 ኣቀላጢፉ። እዚ ድማ ሬሾ ቁጽጽር ምትንፋስ ኣውሪዱ። እቲ ጽልዋ ካብ 0.5 micromolar ጀሚሩ ይርአ ነይሩ፣ ኣብ 5 micromolar ድማ ሓያል ነይሩ። እዚ ጽባቐ፣ ድሕሪ ሓደ 100 milligram ናብ ሰራውር ዝወሃብ ቅልጡፍ መርፍእ፣ ኣብ ፕላዝማ ዝርከብ ደረጃ ቀረባ እዩ። ኣብ 5 micromolar እቶም ማይቶኮንድርያታት እውን ሓቢጦም። እንተኾነ፣ እቲ ጉድለት ምትእስሳር ፈለማ ኣብ ትሑት ጽባቐታት ተራእዩ፣ እዚ ድማ እቲ ምልኳዕ ካብ መዋቕራዊ ጉድኣት ዝመጸ ዘይኮነስ፣ ቅድሚኡ ከም ዝመጸ ይድግፍ። ኣብ ምትእስሳሮም ዝተፈትሐ ማይቶኮንድርያታት፣ እቲ ቀለም ብጽባቐ ብዝውሰንን ናብ ደረጃ ጽጋብ ብዝበጽሕን መንገዲ ምትንፋስ ኣነቓቒሑ። ኣብ ክልቲኦም ንፈተነ ዝተዳለዉ ናሙናታት፣ ኣጠቓቕማ ኦክስጅን ወሲኹ። ኣብ ነፍሲ ወከፍ ዝተሃልከ ኦክስጅን ዝካየድ ውህደት ATP ግን ኣይወሰኸን። እዚ፣ ኣብ ሓደ ሞለኪዩል፣ ምፍታሕ ምትእስሳርን ምምልላስ ኤሌክትሮናትን ብሓባር ከም ዝካየዱ ዘርኢ ንጹር ኣብነት እዩ።

እቲ ዝጎልሐ ፍልልይ፣ ካብ ሬቲና ይመጽእ። ኣብ AIF ዝጎደሎም ኣናጹን ብሮተኖን ዝተሰርሑ ብርሃን ዝቕበሉ ዋህዮታትን፣ ሜቲሊን ብሉ ርጉድና ሬቲና፣ መለለዪታት ብርሃን ዝቕበሉ ዋህዮታትን መዋቕር ማይቶኮንድርያን ዓቂቡ። ሬሾ NADH ናብ NAD ኣውሪዱ፣ ከም ምላሽ ዘይተዓጻጸፉ ፕሮቲናትን ማይቶፋጂን ዝኣመሰሉ መንገድታት ጸቕጢ ድማ ኣህዲኡ። ነዚ ዝገበሮ፣ ነቲ ጉድለት ATP ከይኣረመ እዩ። ጸዓት ከይተመልሰ ዝርከብ ዕቝባ፣ እቲ ረብሓ ብተወሳኺ ATP ዘይኮነስ፣ ብሚዛን ሬዶክስን ብምሉእነት ማይቶኮንድርያን ከም ዝመጸ የመልክት። ብህይወት ምትራፍ ሕብረ ሕዋስ፣ ምስ ዳግማይ ምምላስ ምፍራይ ጸዓት ማዕረ ዝገብር ዝኾነ ሰብ፣ ነቲ ፈተነ ፈጺሙ ብጌጋ ምተረድኦ።

እቲ ናይ ማይቶኮንድርያታት ሓንጎል መጽናዕቲ፣ ኣብቲ ተመሳሳሊ መዝገብ ናይ ዋጋ ዓምዲ ይውስኽ። እቶም ህይወታዊ ምፍራይ ጸዓት ዘመሓየሹ ትሑት ጽባቐታት፣ ኣብ ኩሉ ዝተፈተነ ኩነታት ምፍጣር ሃይድሮጅን ፐርኦክሳይድ እውን ኣዕብዮም፣ ምውጋዱ ድማ ኣዘግዮም። እዚ ዝተዓቀነ፣ ብዘይፍሉይ ቀለም ዘይኮነስ፣ ብዝተሰናደአ መርመራ Amplex እዩ። ዝያዳ ATPን ዝያዳ ኦክሲዳንትን ብሓባር መጺኦም።

ግብራዊ መፈተሺ ዝርዝር ንንባብ

ኣርባዕተ ሕቶታት፣ ምትእስሳር ዘለዎ ውጽኢት ካብ ምትእስሳሩ ዝተፈትሐ ውጽኢት ይፈልያ።

ቀዳማይ፣ ብሓቂ ዝተዓቀነ ናይ መወዳእታ መለክዒ ኣየናይ እዩ። ሃልኪ ኦክስጅን ጥራይ ብዛዕባ ATP ክሕብር ኣይክእልን። ውህደት ATP፣ ፖተንሻል ሽፋንን ሬሾ ቁጽጽር ምትንፋስን፣ ነፍሲ ወከፎም ኤሌክትሮድ ኦክስጅን ክርእዮ ዘይክእል ሓደ ክፋል ይውስኹ። ኣብ መጽናዕቲ ሜቲሊን ብሉ ዝቐርቡ መግለጺታት ንምንባብ ዝሕግዝ መምርሒ፣ ነዚ ብናይ መወዳእታ መለክዒታት ዝተገደበ ኣተረጓጉማ ብዝርዝር ይገልጾ።

ካልኣይ፣ ነቶም ማይቶኮንድርያታት ዝመገበ ሳብስትሬት ኣየናይ እዩ። እቲ ናይ ሱክሲኒል CoA ውጽኢት፣ ምርጫ ነዳዲ፣ ተወሳኺ ምትንፋስ ፈጺሙ ናብ ተወሳኺ ATP ክቕየር ይኽእል ድዩ ኣይክእልን ክውስን ከም ዝኽእል የርኢ።

ሳልሳይ፣ ዝተጠቕሙሉ ጽባቐ ክንደይ እዩ። ኣብ ማይቶኮንድርያታት ሓንጎል፣ ካብ nanomolar ክሳዕ ትሑት micromolar ሜቲሊን ብሉ፣ ምስ ናይ ኦክሲዳንት ዋጋ ብመጠኑ ህይወታዊ ምፍራይ ጸዓት ኣመሓይሹ፤ ኣብ ማይቶኮንድርያታት ጸላም ከብዲ፣ ፍርቂ micromolarን ልዕሊኡን ምትእስሳር ኣዳኺሙ፤ 5 micromolar ድማ ምሕባጥ ወሲኹ። ጽባቐ ክፋል እቲ ኣሰራርሓ እዩ፣ ድሕረ ባይታ ዝህብ ዝርዝር ጥራይ ኣይኮነን።

ራብዓይ፣ እቲ ውጽኢት ኣብ ኣየናይ ሞዴል ተረኺቡ። ዝተነጸሉ ማይቶኮንድርያታት ነቲ ውሽጣዊ ምትእስሳር ይገልጹ። ምሉኣት ዋህዮታትን ሕብረ ሕዋሳትን ግን፣ ምጉዕዓዝ፣ ናብቲ ሕብሪ ዘይብሉ መልክዕ ብሪዳክሽን ምቕያርን ንኤሌክትሮናት ዝወዳደሩ ተቐበልቲን ይውስኹ። ጽባቐን ኣገባብ ፈተነን ንጽልዋታት ሜቲሊን ብሉ ከመይ ከም ዝቕርጹ ዘጠቓልል፣ መጠን ኣብ ቤተ ሙከራ ዝምርምር ስራሕ፣ ኣብ ክፍሊ ፈተነ ዝርከቡ ኣሃዛት ምስ ብዛዕባ ሓደ ሰብ ዝቐርብ ዝኾነ መግለጺ ዘራኽብ ድልድል እዩ።

ሃልኪ ኦክስጅን ዋሕዚ ኤሌክትሮናት የርኢ። ATP ድማ፣ ካብቲ ዋሕዚ ክንደይ ከም ዝተኸዘነ የርኢ። ሜቲሊን ብሉ ንዝኾነ ካብዞም ክልተ ክቕይር ይኽእል፣ እቶም ኣብ ላዕሊ ዘለዉ ፈተነታት ድማ ነዞም ዝስዕቡ ኣርባዕተ ውህደታት የርእዩ፦ ክልቲኦም ይውስኹ፣ ምትንፋስ እቲ ሳብስትሬት ኣብ ዘፍቅደሉ ጥራይ ይውስኽ፣ ምትእስሳር እናወረደ ምትንፋስ ይውስኽ፣ ATP ከይተቐየረ እናተረፈ ድማ ሕብረ ሕዋስ ይዕቀብ። ኣብ ኤሌክትሮድ ኦክስጅን ዝርአ ቁጽሪ፣ መጀመርታ ኣተረጓጉማ እዩ፣ መወዳእታኡ ኣይኮነን።