تنظيم الفعاليات الحيــــــــوية

تعد عمليات تنظيم الفعاليات الحيوية عمليات معقدة جدا في الاحياء المجهرية ومتقنة جدا وتحدث بطرق وأساليب مختلفة حتى في الكائن الواحد تحت ظروف مختلفة وسيتم التطرق في هذا الجزء للخطوط العريضة وستذكر كل حالة على انفراد عند مناقشة تعرض الخلايا لظروف غير ملائمة والتي تحتاج الخلايا الى تنظيم فعالياتها لتتلائم مع ما يحيط بها.

وتنظم الخلايا فعاليتها بحيث لا تتكون مركبات وسطية او غيرها لا تحتاجها. كما ان تنظم تفاعلات في مسار ايضي معين تأخذ بنظر الاعتبار المسارات الايضية الاخرى اي يكون العمل بشكل شبكة، مع التلاؤم مع ظروف البيئة الخارجية مثل وجود المواد الغذائية وغيرها من الظروف.

وتكون عمليات التنظيم على مستويين :

1- السيطرة وتنظيم فعالية الانزيمات الموجودة في الخلية.

2-  السيطرة على عمليات تخليق الانزيمات.

تنظيم الفعالية الإنزيمية

1-  استعمال الإنزيمات الألوستيرية التي هي Allosteric proteins : وعادة تكون في بداية المسارات الايضية التخليقية اذ تثبط بالنواتج النهائية للمسار الحيوية، ولا يمكن ان يكون هذا التثبيط تنافسيا على مواقع ارتباط مادة الاساس في الانزيم، وذلك لان تركيب النواتج لا يشبه مادة الاساس التي بدأ فيها وإنما يكون التثبيط معتمدا على ارتباط الناتج النهائي في موقع اخر من الانزيم هو الموقع Allosteric site والذي يؤدي الى احداث تغيرات تركيبية في جزيئة الأنزيم ويصبح غير قادراً على الارتباط بمادة الأساس الأولى ويسمى هذا بالتثبيط الألوستيري.

2-  التثبيط الرجعي : وهي آلية موجودة بشكل عام في الاحياء المجهرية لتنظيم انسياب الكاربون في المسارات التخليقية وتكون هذه كفوءة جداً. وبعض الأحيان من الافضل تنشيط انزيم معين دون تثبيطه فمثلا عند زيادة الكلوكوز والمواد الوسطية الناتجة منه تأتي اشارات لتحويل الكلوكوز الزائد الى كلايكوجين ويتم ذلك بالتنشيط الألوستيري للأنزيم الذي يحول الكلوكوز المفسفر الى ADP – glucose ثم الى كلايكوجين.

3-  التعاونية الإنزيمية Enzyme Cooperativity : وتشارك فيها بعض الانزيمات قليلة التعدد وتحوي على أكثر من موقع للارتباط بمواد الاساس. وهذا يمكن ان تظهر تداخلات تعاونية مع جزيئات مواد الاساس فالارتباط الى جزيئة واحدة من مادة الأساس الى موقع فعال يزيد من الفة المواقع الاخرى للارتباط الى جزيئات اخرى، وبذلك يكون صافي التداخلات هو زيادة مضطردة في الفعالية الأنزيمية بشكل متزايد مع زيادة تركيز مواد الاساس.

4- تحوير الأنزيمات تساهميا : العديد من الانزيمات تتغير صفات فعالياتها وتنظيمها عند حصول تغيرات تساهمية في بروتيناتها. مثل تغير استجابة الانزيم Glutamine synthetase عند ارتباطه للمنفدات الايضية. وتحصل مثلا في عملية Adenylylation اي الارتباط التساهمي للـADP الى السلسلة الجانبية من الانزيم خاصة ثمالة التايروسين Tyrosyl side chain في الوحدة الفرعية للأنزيم والإنزيمات المسئولة عن اضافة الأدنين يمكن السيطرة عليها أيضاً بالتحويرات التساهمية.

5-  تعطيل الأنزيمات : هنالك العديد من الأنزيمات تعطل عند تفكيكها وهي حقيقة بالنسبة لكل البروتينات ولكن هذه العملية يمكن ان تنظم في بعض الأحيان بإشارات يمكن ان تنتج من التحويرات التساهمية للأنزيم المواد تفكيكه.

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .