Hüceyrədəki Enerji İstehsali
Enerji hər sahədə insan üçün imtina edilməz bir ehtiyacdır. Texnologiya, sənaye, nəqliyyat, xəbərləşmə kimi bir çox həyati mövzuda kilid mövqedədir. Bu qədər zəruri ehtiyac olan enerjinin əvəzi də əlbəttə yüksəkdir. Nəhəng anbarlar, neftayırma zavodları, hətta nüvə stansiyaları bu məqsədlə tikilər. Ölkə büdcələrinin böyük bir qismi enerjiyə ayrılar. Yalnız gündəlik həyatda istifadə etdiyimiz bir avtomobilin yanacaq ehtiyacı üçün belə yüklü miqdarlarda pul xərcləyərik.
Yaxşı, enerji təmini bu qədər bahalı ikən sizi daşıyan, düşünmənizdən danışmanıza, getmənizə qədər bir çox işinizi görən bədəniniz, hansı enerjini hansı qaynaqdan təmin edib, necə çıxarıb, nə şəkildə istifadə edir?
Hüceyrə və Enerji
Hüceyrə bədənin ehtiyacı olan enerjini çıxarmaq üçün "mitoxondri" deyilən yüzlərlə kiçik enerji stansiyasından faydalanar. Bu stansiyalarda qidalardan əldə edilən kimyəvi enerjilər hüceyrənin istifadə edə biləcəyi enerji paketlərinə çevrilər. Bu paketlərə ATF adı verilir. Hüceyrə içində həyatı təmin edən bütün hadisələr, mitoxondrilərdə çıxarılan bu istifadəyə hazır enerji paketləri sayəsində reallaşır.
Yaxşı, bu enerjinin əvəzi nədir?
Bir müqayisə üçün, avtomobilinizdə yanacaq olaraq istifadə etdiyiniz benzini misal çəkək. Bu benzin əvvəl yerin dərinliklərindən xam neft olaraq çıxardılır. Sonra gəmilərlə neftayırma zavodlarına daşınır. Bu neftayırma zavodlarında, bir çox kompleks kimyəvi əməliyyatdan sonra benzin halına gətirilir. Alətinizin mühərriki də, burada istifadə edilən benzin də bir-birlərinə uyğun bir şəkildə çıxarılmışdır. Alətiniz başqa hər hansı bir yanacaqla işləyə bilməz. Eyni şəkildə qatarları işlədən elektrik də böyük zəhmətlər və xərclər nəticəsində anbarlarda çıxarılır. Bu iş üçün nəhəng hidroelektrik stansiyaları qurulmuşdur. Hər iki nümunədə də əhəmiyyətli bir məlumat təcrübəsi və müasir bir texnologiya istifadə edilir.
 |
| 1. Iç Çeper |
| Hücrenin enerji santrali mitokondrinin mikrografiği ve kesiti |
Hüceyrənin Enerji Stansiyasi
Hüceyrədə, yuxarıda saydıqlarımızdan daha mükəmməl bir sistem vardır. İstifadə ediləcək enerjinin ilk qaynağı günəşdir. Bitkilər günəş şüalarını istifadə edərək qidalanarlar. Daha doğrusu, günəş işığının enerjisini çıxardıqları qidaların içinə yığarlar. Bədən də bu bitkilərdən və bunlarla bəslənən heyvanlardan aldığı qidaları çox kiçik parçalara ayırar. Enerjinin xammalı olan bu kiçik parçacıqlar hüceyrə tərəfindən tutular və hüceyrənin "enerji stansiyası" olan mitoxondriyə gətirilər. Mitoxondri bu xammalları ən kiçik molekullarına qədər parçalayaraq içlərində gizli olan enerjini ortaya çıxarar. Bundan əlavə, bu enerjini hüceyrənin istifadə edə biləcəyi bir yanacaq cinsi olan ATF-ə çevirər. Hüceyrədəki bütün hadisələr də bu yanacağın təmin etdiyi enerjiylə icra edilər. Bura qədər saydıqlarımız, bütün olub bitənlərin çox qısa bir xülasəsidir. Mitoxondri deyilən bu stansiyalardakı enerji istehsalı əsnasında çox kompleks kimyəvi hadisələr meydana gəlir. Bu kimyəvi möcüzələr, millimetrin 100-də biri qədər olan hüceyrənin içində, yəni təxəyyülün ala bilməyəcəyi kiçiklikdə bir yerdə meydana gəlir.
 | 1. STOPLAZMA | 7. KREBS ÇEMBERİ |
ENERJİ ÜRETİM SİSTEMİHücredeki enerji üretiminin kısa özeti: Glikoliz basamağında glukoz prüvik aside kadar parçalanır. Burada iki ATP (enerji) elde edilir. Ardından Krebs çemberine giren pirüvik asitten iki ATP daha elde edilir. Üçüncü basamak olan fotofosforlasyon sonucunda 32 ATP kazanç sağlanır. Her hücre hayatının devamı, dolayısıyla sizin hayatınızın devamı için bu işlemleri yapmaya mecburdur. Bu sistemin işlemesi için mev- cut olan bütün enzimlerin birarada olması gerekir. Tek bir enzimin eksikliği sistemi tama- men çökertecek, hayat kaynağı olan oksijen hücreyi yakarak ölümüne neden olacaktır. | ||
Hüceyrədə enerjinin çıxarılmasında baş rolu oksigen oynayır. Enerji istehsalının hər pilləsində bir çox fərqli ferment dövrəyə girər. Bir pillədə vəzifəsini tamamlayan fermentlər, bir sonrakı pillədə yerini başqalarına təhvil verərlər. Beləcə, onlarla ara əməliyyat, bu əməliyyatlarda dövrəyə girən yüzlərlə fərqli ferment və saysız kimyəvi reaksiyalar sayəsində, qidalarda yığılan enerji hüceyrənin işinə yarayacaq hala gətirilər.
 | |
| 1. Glükoz | 8. 1,3-Bifosfogliserik asit |
KARMAŞIK ENERJİ SANTRALİ:Glikolizin ilk basamağı enerji temini ile başlar. Enerji olmadan tepkime başlayamaz. Enzimler ATP'- den transfer ettikleri iki fos- fat grubu sayesinde gluko- zun değişimini başlatırlar. Bu ilk aşamada iki molekül PGAL üretilir. PGAL'ın üretilmesi enerji teminin başlangı- cının ilk işaretidir. Enzimler PGAL'dan elde ettikleri proton ve elektronları NAD+'ya transfer ederek iki molekül NADH sentezlerler. NAD+ kullanılamayan bir enzimdir. Proton ve elektronları alarak aktive olur sonra aldığı elektron ve protonları tekrar or- tama geri verir, böylece tekrar NADH+ haline gelir. Daha sonra her substrat grubu ADP'ye bir fosfat vererek iki ATP oluşumunu sağlarlar. Aynı işlemler dört ATP için ger- çekleşir. Üretilen dört ATP'ye karşılık glikolizin ilk basamağında harcanan iki ATP sa- yesinde iki ATP elde edilmiş olur. | |
Bu halıyla, hüceyrənin içindəki "enerji stansiyası"nın, bir neftayırma zavodundan ya da bir hidroelektrik stansiyasından daha kompleks olduğunu söyləyə bilərik.
Bu vəziyyət, hüceyrənin digər funksiyaları kimi qarşımıza çox fövqəladə bir cədvəl çıxarır. Çünki bir neftayırma zavodu, neftin nə olduğunu bilən, xam nefti laboratoriya şərtlərində analiz etmiş və bu texniki məlumatlar əsasında hərəkət edən mühəndislər tərəfindən tikilər. Neftin nə olduğunu bilməyən insanların neftayırma zavodunu inşa edə biləcəklərini düşünmək isə əlbəttə gülüncdür. Belə bir şey mümkün deyil.
Ancaq bu imkansızlıq, hüceyrənin içindəki enerji stansiyası, yəni mitoxondri tərəfindən aşılmışdır. Çünki hüceyrə ana qarnında doğular, böyüyər, sonra da insan bədəninin içində həyatını davam etdirər. Həyatında bir dəfə belə xarici dünya ilə əlaqədə olmaz, tək bir bitki belə görməz. Buna qarşı, bitkinin içindəki enerjini necə ortaya çıxaracağını bilər və bu kompleks işi qüsursuz bir şəkildə icra edər.
Belə bir sistemi hüceyrə haradan öyrənmişdir?
İşin əsli, heç bir hüceyrə bioloji bir funksiyanı, sözün həqiqi mənasında "öyrənmə" fürsətinə sahib deyil. Çünki hüceyrənin doğumu əsnasında, belə bir funksiyanı yerinə yetirəcək xüsusiyyətlərə sahib olmayıb, sonrakı həyat müddəti içərisində bunun öhdəsindən gələ biləcək bacarığı əldə etmək kimi bir şansı yoxdur. Bu tip hadisələrdə ilk şərt bədəndə əlaqədar sistemin hələ həyatın başlanğıcında tamamlanmış olaraq hazır olmasıdır. Əks halda enerji istehsalında baş rol oynayan "oksigen" hüceyrəni həmin anda məhv edər. Bu halda hüceyrə, doğulduğu anda, eyni zamanda oksigenə qarşı qüsursuz bir sistemlə də təchiz edilmiş olmalıdır. Ancaq bunun sayəsində özünü yox edə biləcək olan bu qazı alıb, onun sayəsində həyatının davamı üçün ən əhəmiyyətli ehtiyacını, yəni enerjini çıxaracaq.
Bu vəziyyətin ancaq tək bir açıqlaması ola bilər: mitoxondri, həm bitkilərin quruluşunu, həm də insan bədənini ən incə təfərrrüatına qədər bilən bir ağıl tərəfindən yaradılmışdır. Bir başqa sözlə, mitoxondrini yaradan güc, "Elmi ilə hər şeyi əhatə etmiş" (Ənam surəsi, 80) olan Allahdır. Bir başqa ayədə də eyni həqiqət belə vurğulanar: "Doğrudan da, onlar öz Rəbbi ilə qarşılaşacaqlarına şübhə edirlər. Həqiqətən, O, hər şeyi əhatə edir.” (Fussilət surəsi, 54)
Mitoxondrinin məqsədi, enerjini oksigendən istifadə edərək çıxarmaqdır. Bunu da, yuxarıda bəhs etdiyimiz kimi bir-biri ardınca işləyən fermentlər sistemi olmadan bacarması mümkün deyil. Bu fermentlər bir canlıda ya tamamilə vardır ya da yoxdur. Bir sonrakı nəsilə ancaq varislik yoluyla, yəni DNT-də yığılmış məlumat yoluyla köçürülə bilərlər. Heç bir canlı özbaşına, belə quruluşda tənzimləməni öyrənə bilməz. Bu sistem o qədər inkişaf etmiş və təfərrüatlıdır ki, insan zəkası belə bu gün bütün imkanlarını istifadə edərək belə bir sistemi qura bilməz.
