أنواع العمليات الأيضية

أنواع العمليات الأيضية

• توجد نوعان من العمليات الأيضية المتكاملة: الأيض البنائي (الابتنائي) والايض التحللي (الهدمي).

الايض التحللي (الهدمي)

• يتضمن تفاعلات كيميائية تحلل أو تحطيم الجزيئات الحيوية المعقدة إلى جزيئات أبسط، مع إطلاق الطاقة (لذلك هي تفاعلات طاردة للحرارة).
• في التفاعلات التحللية، تكتسب الجزيئات الكيميائية الإلكترونات، أي أنها تَختَزل.
• أمثلة على العمليات التحللية: التنفس الخلوي والتخمر.

الايض البنائي (الابتنائي)

• يشمل جميع التفاعلات الكيميائية التي تسمح بتجميع أو بناء الجزيئات الحيوية من جزيئات بسيطة، مع استهلاك الطاقة (لذلك فهي تفاعلات ماصة للحرارة).
• في التفاعلات البنائية، تفقد المركبات الكيميائية الإلكترونات، أي أنها تَتَأَكسَد.
• أمثلة على العمليات البنائية: عملية التمثيل الضوئي وتركيب البروتينات والدهون الثلاثية.

العمليات الأيضية في جميع الكائنات الحية

• العمليات الأيضية متشابهة في جميع الكائنات الحية.
• كثير من التفاعلات الكيميائية هي تفاعلات أكسدة-اختزال: يتأكسد مركب ما (يَفَقِد إلكترونات) على حساب آخر الذي يختزل (يكتسب إلكترونات).

الأكسدة وفقدان الهيدروجين

• يتكون الكربون العضوي أساساً من الكربون والهيدروجين، فالأكسدة تتم من خلال فقد ذرات الهيدروجين.
• تفصل البروتونات (ه+) عن الإلكترونات (إ)، أي:
• للتأكسد (أو نزع الهيدروجين) لمركب ما، يجب وجود مركب آخر يقبل هذه ذرات الهيدروجين.
• تُقبَل البروتونات (ه+) المُنْفصِلَة في تفاعلات الأكسدة عن طريق جزيئات مُنَقِلَة للهيدروجين، مثل NAD (حمض النيكوتين أميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد) و FAD (حمض الفلافين أميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد)، وهما من مُسَاعِدات الإنزيمات.
• تُنَقِّل الإلكترونات (إ) المتولدة عن طريق إنزيمات تُدعى السيتوكرومات، وعند انتقالها من مُنَقِّل إلى آخر، تطلق طاقة تُخزّنها الخلية وتستخدمها على شكل ATP (ثلاثي فوسفات الأدينوزين).

ATP (ثلاثي فوسفات الأدينوزين)

• ATP ليست مُخزّنَة للطاقة، بل هي وسَيلة لنقل هذه الطاقة.
• كمية ATP في الخلية في لحظة معينة كافية لفترة قصيرة فقط.
• يُؤَدّى إلى ربط فوسفات إلى نوكليوتيد آخر يُسمّى ADP ( ثنائي فوسفات الأدينوزين) لملء عملية النقل.
• يتحرر طاقة عند كسر الرابطة بين ADP والفوسفات، تُستخدِمها الخلية في تلك اللحظة.
• يُستَعمَل ATP كمُتَوَسِّط مشترك بين ردين كيميائين مُتَزَامِنِين، أحدهما طارد للحرارة والآخر مَاص للحرارة.
• يتمّ تركيب ATP في الميتوكوندريا وتدخل في عمليات بناء مختلفة. عند إطلاق الطاقة لتَحْدُث هذه العمليات، يتكسر ATP إلى ADP والفوسفات. يعود هذا ADP إلى الميتوكوندريا حيث يتلقى جزيء فوسفات لتكوين جزيء آخر من ATP.

أنواع الأيض

• يَشْكُل الكربون هيكلَ جميع الجزيئات الحيوية.
• لذلك، لحدوث العمليات الأيضية، يُتَطَلَّبَ مَصْدَرٌ من الكربون ومَصْدَرٌ من الطاقة.
• في الكائنات وحيدة الخلية، يكون الهضم بالضرورة داخل الخلية. على سبيل المثال، تُودِع البروتوزوا طعامها داخل الفجوات الهضمية وتُفرِز إنزيمات داخلها لمساعدة هضم المواد الغذائية.
• إذا كان المصدر من الكربون هو ثاني أكسيد الكربون (CO2) الجوي، فإنها عمليات أيض ذاتية التغذية.
• إذا كان المصدر هو المادة العضوية نفسها (البروتينات أو الكربوهيدرات أو الدهون)، فهذا يسمى عمليات أيض غير ذاتية التغذية.
• إذا استُخدِمت طاقة من الضوء، فإنه يُطلق عليه البناء الضوئي، بينما إذا كانت الطاقة المُستخدَمة مُتَولِّدة من تفاعلات كيميائية وتوجد في الجزيئات، فإنها تسمى التركيب الكيميائي.