تحرير الطاقة الكامنة في المواد العضوية على مستوى الخلية

تقديم

تحتاج جميع الخلايا الى طاقة تمكنها من القيام بمختلف الأنشطة الخلوية، هذه الطاقة يتم استخلاصها من المادة العضوية من خلال ظواهر استقلابية مختلفة.

 فما هي إذن هذه الظواهر؟ وما هو موقعها؟ وما هي آلياتها؟

ظاهرة انحلال الكليكوز

تعريفها:

هي سلسلة من التفاعلات الحيوية تتم على مستوى الجبلة الشفافة، يتم خلالها هدم سكر الكليكوز(C6H12O6) لينتج عنه جزيئتين من حمض البيروفيك (CH3COCOOH) وجزيئتيATP وجزيئتي NADH,H+. وذلك وفق التفاعل التالي:

مراحلها:

üالمرحلة الأولى: مرحلة تنشيط الكليكوز واستهلاك الطاقة:

Activation du glucose par phosphorylations successives :

خلال هذه المرحلة يتحول الكليكوز الى فركتوز ثنائي الفوسفات، بعد تثبيت مجموعة فوسفاتية (Pi) قادمة من استهلاك جزيئتي ATP.

üالمرحلة الثانية: مرحلة هدم الكليكوز:

üClivage du Glucose :

خلال هذه المرحلة ينشطر الفركتوز ثنائي الفوسفات الى جزيئتين من سكر ثلاثي، تخضع الجزيئتين للأكسدة (انتزاع الهيدروجين) بواسطة NAD+. الشكل المؤكسد NAD+ يختزل الى NADH,H+، مع تفسفر  G3-P الى حمض غليسيري ثنائي الفوسفات (1,3-DPG).

üالمرحلة الثالثة: مرحلة تعويض الطاقة:

üRécupération de l’énergie :

خلال هذه المرحلة تعطي جزيئة الحمض الغليسيري ثنائي الفوسفات (1,3-DPG) مجموعتيها الفوسفاتية لجزيئتي ADP لتعطي جزيئتي ATP، فتتحول في النهاية الى بيروفات (حمض بيروفيك).

ü

مصير حمض البيروفيك داخل الخلية

ظاهرة التخمر الخلوي

تعريفها: 

ظاهرة خلوية لإنتاج الطاقة، تتم على مستوى الجبلة الشفافة، حيث يتعرض سكر الكليكوز لهدم غير تام في وسط حي لاهوائي ينتج عنه جزيئات عضوية تحتفظ بالطاقة الكامنة.

أنواعها:

التخمر اللبني: يتحول حمض البيروفيك إلى حمض لبني دون طرح CO2. يميز الخلايا العضلية بالأساس.

التخمر الكحولي: يتحول حمض البيروفيك إلى كحول الايثانول مع طرح CO2. يميز خلايا الخميرة بالأساس.

ظاهرة التنفس الخلوي

تعريفها:

ظاهرة خلوية لإنتاج الطاقة، تتم على مستوى الميتوكوندري، حيث يتعرض سكر الكليكوز لهدم تام في وسط حي هوائي ينتج عنه CO2 والماء، وهي جزيئات معدنية دون قيمة طاقية.

فوق بنية الميتوكوندري:

. تفاعلات دورة كريبس:

خلال تفاعلات حلقة كريبس، تحدث عدة تفاعلات محررة للطاقة، يتم خلالها ازالة الكربوكسيل –COOH واختزال نواقل الالكترونات والبروتونات من NAD+ الى NADH,H+ ومن FAD الى FADH2. هذه النواقل تكون غنية بالطاقة نظرا لقدرتها على الكبيرة على الاختزال وتحرير الطاقة.