ما يميز الأحياء عن الأموات هي عملية تحويل الطاقة إلى عمل، الكائنات الحية عبارة عن كيانات تقوم بعملية التقاط أشعة الشمس بأشكالها المتنوعة، إذ أن كل ما نأكله وسنأكله في حياتنا إما منتج من النباتات أو من كائنات تأكل النباتات، هذا يعني أننا نعتمد بشكل كامل على تفكيك عملية التركيب الضوئي التي تقوم بها النباتات، في قول آخر نحن نقتات على أشعة الشمس مهما تنوعت الوسائل، و ثم تحويلها إلى طاقة قابلة للتخزين و الاستخدام في وقت لاحق. هذه العملية المهمة هي محرك الحياة ومركب الـ ATP هو عملة وقود هذا المحرك.
هذا المركب عملة التداول ضمن اقتصاد الطاقة الحيوية على المستوى الخلوي، على فرض أنك دخلت إلى محل تجاري خلوي فأن العملة المتداولة لشراء الطاقة هي مركب ATP، لو افترضنا أن الخلية الحية عبارة عن جهاز ألعاب الفيديو الموجود في مدن الملاهي والذي يحتاج للقطع المعدنية لكي يعمل (فيشه) فإن مركب الـ ATP هو تلك العملة المعدنية التي تفعّل عمل هذا الجهاز.
كيف يعمل الـ ATP:
كل خلية حية تحتاج حوالي ١٠ مليون مركب من ATP في الثانية لكي تستمر في العمل، جسم الإنسان يحتوي على ٤٠ تريليون خلية حية تقريباً، وهو يحتاج لاستهلاك كمية ما يقارب ١٠٠ كيلوغرام من ATP في كل يوم، لكن جسم الإنسان لا يوجد فيه سوى ٦٠ غرام من الـ ATP مما يعني أن كمية الـ ،ATP المحدودة هذه يجب إعادة تدويرها طوال الوقت.
لهذا نجد أن كل مركب من مركبات الـ ATP الموجودة في جسم الإنسان يتم إعادة شحنه مرة أو مرتين كل دقيقة لكي يتم إعادة استخدامها (تفريغها من الطاقة).
لكن ماذا يعني إعادة شحنها؟
حسناً لنعود خطوة إلى الوراء، كيف لهذا المركب الـ ATP أن يقدم الطاقة إلى الخلية الحية وثم يعيد شحن نفسه؟
في الواقع العملية تتم من خلال تفكك مركب الـ ATP إلى مركبين، هذين المركبين المختلفين ينتج عن عملية فصلهما طاقة مجانية يتم حصدها من قبل الخلية، المركبين المختلفين من عملية تفكك الـ ATP هما (ADP (Adenosine diphosphate و (PO4 3- (Phosphate
بعد عملية الفصل يتم إعادة تركيب الـ ATP عن طريق استغلال عملية كيمائية أخرى نسميها عملية التنفس.
مركبي ADP و -PO4 3 يتم إعادة تركيبهما عن طريق استخدام الطاقة الناتجة من عملية التنفس، حيث ينتج عن عملية اتحاد الطعام مع الأوكسجين طاقة يتم استخدامها في دمج المركبين من جديد ليصبح لدينا ATP
وتتكرر هذه العملية في تحليل وتركيب الـ ATP بشكل مستمر طالما أن الجسم على قيد الحياة. إذاً العملية عبارة عن دارة كيمائية تقوم بتحليل الـ ATP وثم إعادة تركيبه وحصد الطاقة الناتجة عن هذه العملية.
عملية التنفس والأكل مهمة جداً في البقاء على قيد الحياة، إذ أن الجسم يقوم بدمج العناصر الموجودة ضمن الطعام مع ذرات الأوكسجين التي تدخل الجسم عن طريق التنفس، عملية الدمج هذه ينتج عنها طاقة يتم استخدامها في إعادة تركيب الـ ATP وهكذا تستمر الدورة.
طبعاً تختلف بعض التفاصيل بين أنواع الأحياء لكن بشكل عام هذا وباختصار شديد هو محرك الحياة.
The Editors of Encyclopedia Britannica, Adenosine triphosphate:
http://www.britannica.com/science/adenosine-triphosphate
Audesirk, Teresa and Audesirk, Gerald, Biology, Life on Earth, 5th Ed., Prentice-Hall, 1999.
Borman,Stu “Protein Factory Reveals Its Secrets”, Chem & Eng News: 85(8) 2/19/2007, p13-16.
وصف رائع لماهية الحياة استاذ مصطفى, تحياتي لك وشكرا على المقال, 🙂 , المقالة جعلتني اتشوق للبحث في الموضوع اكثر.