Futile cycle
அடி மூலக்கூறு சுழற்சி என்றும் அழைக்கப்படும் ஒரு பயனற்ற சுழற்சி, இரண்டு வளர்சிதை மாற்ற பாதைகள் ஒரே நேரத்தில் எதிர் திசைகளில் இயங்கும்போது நிகழ்கிறது மற்றும் வெப்ப வடிவில் ஆற்றலைப் பரப்புவதைத் தவிர ஒட்டுமொத்த விளைவைக் கொண்டிருக்காது. இந்த சுழற்சி "பயனற்ற" சுழற்சி என்று அழைக்கப்படுவதற்கான காரணம், இந்த சுழற்சி உயிரினத்திற்கு நிகர பயன்பாடு இல்லாமல் செயல்படுவதாகத் தோன்றியது. எனவே, இது வளர்சிதை மாற்றத்தின் ஒரு வினோதமானதாக கருதப்பட்டது, இதனால் ஒரு பயனற்ற சுழற்சி என்று பெயரிடப்பட்டது. மேலும் விசாரணைக்குப் பிறகு, வளர்சிதை மாற்றங்களின் செறிவுகளை ஒழுங்குபடுத்துவதற்கு பயனற்ற சுழற்சிகள் மிகவும் முக்கியம் என்று கண்டறியப்பட்டது. எடுத்துக்காட்டாக, கிளைகோலிசிஸ் மற்றும் குளுக்கோனோஜெனெசிஸ் ஒரே நேரத்தில் செயலில் இருந்தால், குளுக்கோஸ் கிளைகோலிசிஸ் மூலம் பைருவேட்டாக மாற்றப்படும், பின்னர் குளுக்கோனோஜெனெசிஸ் மூலம் குளுக்கோஸாக மாற்றப்படும், ATP இன் ஒட்டுமொத்த நுகர்வு. பயனற்ற சுழற்சிகள் வளர்சிதை மாற்ற ஒழுங்குமுறையில் ஒரு பங்கைக் கொண்டிருக்கலாம், அங்கு ஒரு பயனற்ற சுழற்சி இரண்டு நிலைகளுக்கு இடையில் ஊசலாடும் ஒரு அமைப்பாகவும், சம்பந்தப்பட்ட எந்த நொதிகளின் செயல்பாட்டிலும் சிறிய மாற்றங்களுக்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டதாகவும் இருக்கும். சுழற்சி வெப்பத்தை உருவாக்குகிறது, மேலும் வெப்ப ஹோமியோஸ்டாஸிஸை பராமரிக்க பயன்படுத்தப்படலாம், எடுத்துக்காட்டாக இளம் பாலூட்டிகளின் பழுப்பு கொழுப்பு திசுக்களில், அல்லது வெப்பத்தை விரைவாக உருவாக்க, எடுத்துக்காட்டாக பூச்சி பறக்கும் தசைகள் மற்றும் டார்போரிலிருந்து அவ்வப்போது தூண்டுதலின் போது உறங்கும் விலங்குகளில். குளுக்கோஸ் வளர்சிதை மாற்ற அடி மூலக்கூறு சுழற்சி ஒரு பயனற்ற சுழற்சி அல்ல, ஆனால் ஒரு ஒழுங்குமுறை செயல்முறை என்று தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது. உதாரணமாக, திடீரென்று ஆற்றல் தேவைப்படும்போது, ஏடிபி ஏஎம்பியால் மாற்றப்படுகிறது, இது மிகவும் எதிர்வினையாற்றும் அடினைன் ஆகும். எடுத்துக்காட்டு கிளைகோலிசிஸ் மற்றும் குளுக்கோனோஜெனீசிஸை ஒரே நேரத்தில் மேற்கொள்வது ஒரு பயனற்ற சுழற்சிக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு, இது பின்வரும் சமன்பாட்டால் குறிக்கப்படுகிறதுஃ எடுத்துக்காட்டாக, கிளைகோலிசிஸின் போது, ஃபிரக்டோஸ்-6-பாஸ்பேட் ஃபிரக்டோஸ்-1,6-பிஸ்ஃபாஸ்பேட்டாக மாற்றப்படுகிறது. ஆனால் குளுக்கோனோஜெனெசிஸின் போது (அதாவது. பைருவேட் மற்றும் பிற சேர்மங்களிலிருந்து குளுக்கோஸின் தொகுப்பு) தலைகீழ் எதிர்வினை நடைபெறுகிறது, இது பிரக்டோஸ்-1,6-பிஸ்ஃபாஸ்பேடேஸ் (எஃப். பி. பி. ஏ. எஸ்-1) மூலம் ஊக்குவிக்கப்படுகிறது. ஒட்டுமொத்த எதிர்வினையை வழங்குதல்ஃ அதாவது, எந்த பயனுள்ள வளர்சிதை மாற்ற வேலையும் செய்யப்படாமல் ATP இன் நீராற்பகுப்பு. தெளிவாக, இந்த இரண்டு எதிர்வினைகளும் ஒரே செல்லில் ஒரே நேரத்தில் அதிக விகிதத்தில் தொடர அனுமதிக்கப்பட்டால், அதிக அளவு இரசாயன ஆற்றல் வெப்பமாக சிதறடிக்கப்படும். எனவே இந்த பொருளாதாரமற்ற செயல்முறை ஒரு பயனற்ற சுழற்சி என்று அழைக்கப்படுகிறது. உடல் பருமன் மற்றும் ஹோமியோஸ்டாஸிஸில் பயனற்ற சுழற்சியின் பங்கு உடல் பருமனுக்கு திறம்பட சிகிச்சையளிக்கவோ அல்லது மாற்றியமைக்கவோ பல மருந்துகள் இல்லை. உடல் பருமன் நீரிழிவு, உயர் இரத்த அழுத்தம், இருதய நோய் மற்றும் சில வகையான புற்றுநோய்கள் போன்ற சுகாதார பிரச்சினைகளுடன் தொடர்புடைய நோய்களின் அபாயத்தை அதிகரிக்கலாம். மனிதர்களில் உடல் பருமனைத் தடுப்பதற்கும் சிகிச்சையளிப்பதற்கும் எம். ஐ. ஆர்-378 ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய முகவராக இருக்கலாம் என்று முன்மொழியும் நேர்மறையான கருத்துக்களைப் பரிசோதிக்க மரபணு மாற்றப்பட்ட எலிகளைப் பயன்படுத்தி உடல் பருமனைத் தடுப்பது மற்றும் சிகிச்சையளிப்பதைச் சுற்றியுள்ள ஒரு ஆய்வு. எம்ஐஆர்-378 மூலம் எலும்பு தசையில் பைருவேட்-பிஇபி பயனற்ற சுழற்சியை செயல்படுத்துவது எம்ஐஆர்-378 டிரான்ஸ்ஜெனிக் எலிகளின் கொழுப்பு திசுக்களில் உயர்த்தப்பட்ட லிபோலிசிஸுக்கு முதன்மைக் காரணம் என்பதை ஆய்வு கண்டுபிடிப்புகள் நிரூபிக்கின்றன, மேலும் இது எலிகளில் ஆற்றல் ஹோமியோஸ்டாஸிஸை கட்டுப்படுத்த தசை மற்றும் கொழுப்புக்கு இடையிலான குறுக்குவெட்டை ஒழுங்கமைக்க உதவுகிறது. பயனற்ற சுழற்சியைப் பற்றிய நமது பொதுவான புரிதல் ஒரு அடி மூலக்கூறு சுழற்சி ஆகும், இது இரண்டு ஒன்றுடன் ஒன்று இணைக்கும் வளர்சிதை மாற்ற பாதைகள் எதிர் திசைகளில் இயங்கும்போது நிகழ்கிறது, அதாவது கட்டுப்பாடு இல்லாமல் விடப்படும்போது அனைத்து உயிரணுக்களின் ஆற்றலும் குறைக்கப்படும் வரை எந்த உண்மையான உற்பத்தியும் இல்லாமல் கட்டுப்பாடில்லாமல் தொடரும். இருப்பினும், ஆய்வின் பின்னணியில் உள்ள யோசனை எம்ஐஆர்-378-செயல்படுத்தப்பட்ட பைருவேட்-பாஸ்போனோல்பைருவேட் பயனற்ற சுழற்சி ஒரு ஒழுங்குமுறை நன்மையை வகிக்கிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. மேம்பட்ட லிபோலிசிஸ் காரணமாக எம்ஐஆர்-378 குறைந்த உடல் கொழுப்பு வெகுஜனத்தை விளைவிப்பது மட்டுமல்லாமல், ஆற்றல் ஹோமியோஸ்டாஸிஸை பராமரிக்க பயனற்ற சுழற்சிகள் வளர்சிதை மாற்றத்தை ஒழுங்குபடுத்துகின்றன என்றும் ஊகிக்கப்படுகிறது. முழு உடல் மட்டங்களில் ஆற்றல் ஹோமியோஸ்டாஸிஸை கட்டுப்படுத்த தசை மற்றும் கொழுப்பு திசுக்களுக்கு இடையிலான வளர்சிதை மாற்றத் தொடர்பை ஒழுங்குபடுத்துவதில் எம். ஐ. ஆர்-378 ஒரு தனித்துவமான செயல்பாட்டைக் கொண்டுள்ளது. பல்வேறு உயிரினங்களில் செயல்படும் பயனற்ற சுழற்சியின் எடுத்துக்காட்டுகள் ஒரு பயனற்ற சுழற்சியின் இருப்பு சில உயிரினங்களில் குறைந்த அளவிலான ஏடிபி மற்றும் உற்பத்தி வெப்பத்தை பராமரிக்க எவ்வாறு உதவுகிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்ள கிளைகோலிசிஸ் மற்றும் குளுக்கோனோஜெனெசிஸின் பரஸ்பர ஒழுங்குமுறையைக் கையாளும் வளர்சிதை மாற்ற பாதைகளைப் பார்க்கிறோம். உதாரணமாக ஜீப்ராஃபிஷ் போன்ற பல மீன்களின் நீச்சல் சிறுநீர்ப்பை என்பது அவற்றின் மிதவைக்கு பங்களிக்க உதவும் வாயுவால் நிரப்பப்பட்ட ஒரு உறுப்பு ஆகும். இந்த வாயு சுரப்பி செல்கள் தந்துகிகள் மற்றும் நரம்புகள் காணப்படும் இடத்தில் அமைந்துள்ளன. வளர்சிதை மாற்ற நொதிகளின் பகுப்பாய்வுகள் ஒரு குளுக்கோனோஜெனெசிஸ் நொதி பிரக்டோஸ்-1,6-பிஸ்ஃபாஸ்பேடேஸ் (எஃப். பி. பி 1) மற்றும் கிளைகோலிடிக் நொதி கிளிசரால்டிஹைட்-3-பாஸ்பேட் டீஹைட்ரஜனேஸ் (காப்த்) ஆகியவை வாயு சுரப்பி உயிரணுக்களில் மிகவும் வெளிப்படுத்தப்படுகின்றன என்பதை நிரூபித்தன. வரிக்குதிரை மீன் நீச்சல் சிறுநீரில் எந்த வெளிப்பாடும் இருக்கக்கூடாது என்று ஆய்வு சுட்டிக்காட்டியது பிரக்டோஸ்-1,6-பிஸ்ஃபாஸ்பேடேஸ் மரபணு. நீச்சல் சிறுநீர்ப்பை திசுவில் கிளைகோஜெனிக் செயல்பாடு மிக அதிகமாக இருப்பதாகவும், குளுக்கோனோஜெனெசிஸ் இல்லாததாகவும் அறியப்படுகிறது, இருப்பினும் எஃப். பி. பியின் முக்கிய அளவு வெளிப்படுத்தப்படுவது கண்டறியப்பட்டது. இந்த கண்டுபிடிப்பு வாயு சுரப்பி செல்லில், எஃப். பி. பி ஒரு ஏடிபி-சார்ந்த வளர்சிதை மாற்ற பயனற்ற சுழற்சியை உருவாக்குகிறது என்று கூறுகிறது. வாயு சுரப்பி செல்கள் லாக்டிக் அமிலத்தை ஒருங்கிணைக்க வெப்பத்தை உருவாக்குவது மிகவும் முக்கியமானது, ஏனெனில் ஏடிபி குவிந்தால் இந்த செயல்முறை வலுவாக தடுக்கப்படுகிறது. ஃபுகு நீச்சல் சிறுநீரில் உள்ள வெப்ப உருவாக்கம் உற்பத்தி செய்யப்பட்ட இடத்திலிருந்து கொண்டு செல்லப்படும் என்று மற்றொரு எடுத்துக்காட்டு தெரிவிக்கிறது, இருப்பினும் இது உடலின் மற்ற பகுதிகளை விட வாயு சுரப்பியின் வெப்பநிலையை அதிகமாக பராமரிப்பதற்காக ரெட் மிராபில் வழியாக தொடர்ந்து மீட்கப்படலாம். பயனற்ற சுழற்சியின் ஒட்டுமொத்த நிகர எதிர்வினை ATP இன் நுகர்வு மற்றும் வெப்பத்தை உருவாக்குவதை பின்வருமாறு உள்ளடக்கியதுஃ வெப்பத்தை உருவாக்குவதில் பயனளிக்கும் பயனற்ற சுழற்சியின் மற்றொரு எடுத்துக்காட்டு பம்பல்பீஸில் காணப்படுகிறது. எஃப். பி. பி மற்றும் பி. எஃப். கே சம்பந்தப்பட்ட பயனற்ற சுழற்சி பம்பல் தேனீக்களால் பறக்கும் தசைகளில் வெப்பத்தை உருவாக்கவும், குறைந்த சுற்றுப்புற வெப்பநிலையில் தங்கள் உடல்களை கணிசமாக சூடேற்றவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் வளர்சிதை மாற்ற கிளைகோலிசிஸ்