Language
Country/Area
No result found
معجزة الينابيع الحرارية المائية في أعماق البحار: كيف تعزز دورة كريبس العكسية أصل الحياة في البيئات القاسية؟
دورة كريبس العكسية عبارة عن سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تستخدمها بعض البكتيريا والعتائق لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى مركبات كربونية. وعلى الرغم من صعوبة هذه العملية، إلا أنها تكشف عن كيفية استخدام الكائنات الحية للموارد المتاحة في البيئة. احصل على الموارد للبقاء على قيد الحياة .
المبادئ الأساسية لدورة كريبس العكسية
يمكن اعتبار دورة كريبس العكسية بمثابة العملية العكسية لدورة كريبس. دورة كريبس التقليدية تقوم بشكل أساسي بأكسدة الكربوهيدرات إلى ثاني أكسيد الكربون والماء، في حين أن الدورة العكسية تقوم بالعكس، باستخدام ثاني أكسيد الكربون والماء لتخليق مركبات الكربون. يحدث هذا التفاعل في بيئات قاسية، مثل الفتحات الحرارية المائية تحت الماء عند ضغوط ودرجات حرارة عالية، حيث يمكن لبعض البكتيريا، مثل Aquificota، استخدام الهيدروجين أو الكبريتيد أو الكبريتات كمصدر للإلكترونات لتسهيل العملية.
تفرد التفاعلات الكيميائية
بالمقارنة مع دورة كريبس المؤكسدة، فإن دورة كريبس العكسية لديها نظام إنزيمي خاص بها. تتطلب هذه الدورة ثلاثة إنزيمات محددة، وهي سيترات لياز، وبيروينات ريدوكتاز، وألفا كيتوغلوتارات سينثاز، والتي تحفز التفاعلات التي تختلف بشكل كبير عن نظيراتها المؤكسدة. على وجه الخصوص، تتطلب عملية اختزال حمض البايروينويك استخدام عامل اختزال منخفض الإمكانات بدلاً من NADH التقليدي.
أصل الحياة في ظل الظروف القاسية
لا تقدم دورة كريبس العكسية أدلة على الفرضية الأولية للحياة فحسب، بل تلعب أيضًا دورًا مهمًا في نموذج التفاعل الكيميائي الحيوي للأرض المبكرة. وتوصلت الدراسة إلى أن بعض الخطوات الكيميائية غير المنظمة يمكن أن تحدث تحت تحفيز المعادن والكيمياء الضوئية، ويمكن للأيونات المعدنية مثل الحديد أن تساعد في تعزيز هذه التفاعلات في بيئة حمضية. وهذا يخبرنا أنه في بيئة الأرض المبكرة التي كانت تفتقر إلى الإنزيمات البيولوجية الحديثة، هل كان من الممكن أن تكون هناك طرق أخرى لتعزيز التفاعلات البيولوجية؟يعتقد العلماء أن دورة كريبس العكسية تشكل نموذجًا فعالًا لفهم أصل الحياة، وقد تحدث العديد من التفاعلات في بيئة الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية في فتحات المياه الحرارية العميقة في البحار.
التداعيات المحتملة على المجال الطبي
لا تلعب دورة كريبس العكسية دورًا مهمًا في أصل الحياة المبكرة على الأرض فحسب، بل أظهرت الدراسات الحديثة أنها قد تكون مرتبطة أيضًا بعلم أمراض السرطان، وخاصة الورم الميلانيني. تتكيف الخلايا السرطانية مع المسارات الأيضية الطبيعية لتتلاءم مع احتياجاتها، وقد تلعب دورة كريبس العكسية دوراً في هذا، والذي يُعرف الآن باسم "تأثير واربورغ". وهذا يعني أننا قد نكون قادرين على تحديد الخلايا السرطانية واستهدافها من خلال هذه التكيفات الأيضية.
