وجدتها: الاستقلاب الدائري

في كل المقاييس في الكرة الأرضية من أصغر الخلايا إلى الكوكب بأكمله، يتم استخدام العناصر الأساسية للحياة باستمرار، وإعادة استخدامها، وتعتبر الدورات البيوجيوكيميائية أساس المحيط الحيوي.

مثلنا مثل كل الحيوانات الأخرى، نعتمد على مصانع الطاقة الصغيرة الموجودة في كل خلية_ وهي الميتوكوندريا_ لإنتاج الطاقة التي نحتاجها. ويعتمد كل نبات أخضر على الصانعات الخضراء لتحويل أشعة الشمس إلى طاقة كيميائية تحتاجها.

تخزن الحيوانات والنباتات طاقتها في (ATP)، وهو جزيء معقد يسمى في كثير من الأحيان عملة طاقة الحياة. يعني: ثلاثي الفوسفات، هو يحتوي على ثلاث جزيئات فوسفاتية. ويحتاج الأمر إلى طاقة لتثبيت ATP ككل، وهي طاقة يمكن إطلاقها عن طريق فصل أحد جزيئات الفوسفات. هذا ما تفعله الخلايا في الجسم كلما احتاجت لفعل أي شيء. وبذلك يتم «إنفاق» ATP مع اثنين فقط من جزيئات الفوسفات، يصبح ADP. 

الحياة بحاجة إلى الكثير من الطاقة: كل خلية في جسمك تستهلك حوالي 10 مليون جزيء ATP في الثانية. في المجموع، يستخدم جسم الإنسان البالغ ما يعادل وزنه الكامل (60-75 كيلوجرام) من ATP كل يوم. نظراً لوجود حوالي 250 جراماً فقط في أي وقت معين، يجب على الميتوكوندريا إعادة تدوير كل جزيء من ADP بشكل متكرر، مضيفًا الفوسفات لصنع ATP مرة أخرى. ويتم إعادة تدوير كل جزيء من 500 إلى 750 مرة في اليوم.

جزيئاتATP و ADP هي في جوهر عملية التمثيل الغذائي ودون الطاقة التي تقدمها، لا يمكنك التحرك أو الهضم أو التنفس أو الرؤية أو التفكير. إذا توقفت عملية إعادة تدوير ATP، فلن تعيش طويلاً، وكذلك أي كائن حي.

تم اكتشاف دورة الطاقة ATP / ADP في القرن العشرين، لكنها عملية قديمة اخترعتها البكتيريا منذ أكثر من ثلاثة مليارات سنة. إنه مثال ساطع على كيف أن عملية الاستقلاب، منذ بدايات الحياة، تحتوي على مواد معادٌ تدويرها إلى ما لا نهاية: فهناك بعض العمليات نفسها دائرية، وبعضها الآخر مقترن بعمليات عكسية تعيد المواد إلى نقطة البداية.

ويعد ATP مهماً بشكل خاص، لكن إنتاجه وإعادة تدويره هو واحد فقط من مئات العمليات الاستقلابية المستمرة، بسرعات مختلفة، في كل خلية.

والمسارات الاستقلابية الخلوية ليست معقدة فقط، بل وكذلك مرتبطة مع كل دورة ومتصلة بالمسارات الأخرى ومعتمدة عليها.

تحدث دورات الحياة الأساسية هذه على أصغر نطاق ممكن فهي جزيئات تتفاعل داخل الخلايا بسرعة مذهلة.

معلومات إضافية

  • العدد رقم: 865
عد إلى الأعلى