النواحي الفسلجية وتركيب محبات القلوية

يكون الرقم هيدروجيني داخل الخلايا بحدود 8 بغض النظر عن ارتفاعه خارج الخلايا، وهذا يعني ان مهمة المحافظة على الرقم الهيدروجيني الداخلي تقع عند الحدود الخارجية للخلايا. ويمكن تحديد الرقم الهيدروجيني الخلوي الداخلي بعدد من الطرق منها :

• قياس الرقم الهيدروجيني الامثل لفعاليات انزيماتها الداخلية المعزولة من الخلايا.
• دراسة المحلول الخلوي الناتج من تكسير الخلايا والذي يكون خاليا من الخلايا وفعالياتها مثل عمليات تخليق البروتينات.
• دراسة توزيع القواعد الضعيفة بين داخل وخارج الخلايا والتي لا تنقل بالنقل الفعال.

الجدول (1) يوضح الارقام الهيدروجينية الداخلية لبعض انواع جنس العصيات المحبة للقلوية

جدول 1 : الارقام الهيدروجينية الداخلية لبعض الاجناس التابعة للأحياء المحبة للقلوية

الجدار الخلوي

جبيلات سلالات جنس العصيات المحبة للقلوية لا يمكن ان تعيش في الظروف القلوية مما يشير الى دور الجدار الخلوي في الحفاظ على الخلايا من الظروف القلوية. وبمقارنة تركيب جدران الخلايا المحبة للقلوية ونظيراتها من العدلات يكون المكوثر الجداري الببتيدوكلايكان مختلفا اذ يكون في الاحياء المحبة للقلوية غنيا بالمكوثرات الحامضية الخاصة مثل Galacturonic acid وحوامض الكلوكونيك والكلوتاميك والاسبارتيك والفوسفوريك، اضافة الى وجود بعض المركبات الخاصة في أحياء من غير جنس العصيات، وقد يكون وجود الشحنات السالبة على هذه المكوثرات التي تعود للبيبتيدوكلايكان مساعدا في دفع ايونات الهيدروكسيد وتساعد على امتزاز أيونات الصوديوم وأيونات Hydronium وبذا تستطيع النمو في البيئات القلوية.

نقل أيونات الصوديوم

البكتريا التي تعيش في أرقام هيدروجينية عالية (9 – 11) تحتاج ايون الصوديوم للنمو اذ يساعدها ف نقل المواد خلال الأغشية الخلوية. واعتمادا على نظرية الضخ الكيماوي فان القوة الدافعة للبروتون pmf التي تتكون نتيجة لضخ البروتونات عبر الأغشية والتي تجبر البروتونات على الدخول ثانية والذي يكون دخوله مرافقا لتخليق ATP. وفي الاحياء التي تعتمد على ايون الصوديوم فان Na⁺ تستبدل مكان H⁺ بواسطة نظام النقل المتعاكس Na⁺ / H⁺ antiport وبذلك تتكون القوة الدافعة للصوديوم (smf) Sodium motive force ، وفيها يعود Na⁺ الى الخلية ويرافق دخوله ادخال المواد الغذائية، اما الأيونات الاخرى مثل البوتاسيوم والامونيوم فلا تؤثر على فسلجه الخلية.

وتساعد عمليات ضخ الصوديوم او وجود مضخات الصوديوم في المحافظة على الرقم الهيدروجيني الداخلي، وتقوم الجدران الخلوية ببعض هذه المهمة كما ذكر أعلاه. وعند الغشاء الخلوي يجب ان يكون الارقام الهيدروجينية اقل من 8.5 – 9 وذلك لأنها سوف تعاني من التدمير وهذه الارقام تكون ملائمة لنمو الخلايا. لذلك تقوم مضخات الصوديوم باستعمال انظمة النقل المتعاكس المذكورة.

ان تكون الفرق في الجهد الكهربائي على جانبي الغشاء Δψ (الذي يكون ذات قيم سالبة داخل الخلية) والفرق في الارقام الهيدروجينية Δ pH تعتمد على نظام Na⁺ / H⁺ الذي يؤدي الى تكون smf  وتساعد في هذه العملية أنظمة النقل المتعاكس K⁺ /H⁺ وكذلك نظام ATPase – drive H⁺ explosion كلها تؤدي الى جعل الرقم الهيدروجيني داخل الخلية اقل بـ 2.3 – 3 وحدة عن القيم خارج الخلية. وهناك عدة اوبرونات تعمل في هذه الفعاليات منها الاوبرون atp المسئول عن F₁F₀-ATPase synthetase . وبذلك يكون لبروتينات الأغشية الدور الاكبر في الحفاظ على الرقم الهيدروجيني داخل الخلايا عند حدود معينة.

المصادر

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