دورة اليوريا: مكان حدوثها ، مراحلها ووظيفتها

دورة اليوريا عبارة عن سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تهدف إلى إنتاج هذا المركب من الأمونيا.

الأمونيا مادة سامة ناتجة عن استقلاب النيتروجين ، والتي يجب التخلص منها بسرعة من الجسم. يمكن أن يتم التخلص من خلال الإخراج المباشر أو عن طريق الإخراج بعد التحول إلى مركبات أقل سمية.

تفرز الأسماك الأمونيا مباشرة لأنها تذوب في الماء وتذوب بسرعة.

تفرز الطيور والحيوانات البرية النيتروجين على شكل حمض البوليك.

تفرز الحيوانات الأرضية النيتروجين في صورة اليوريا ، وهو مركب قابل للذوبان في الماء بشكل كبير وغير سام للخلايا.

في البشر والثدييات ، ما يقرب من 80 ٪ من النيتروجين يفرز في شكل اليوريا.

أين تحدث دورة اليوريا؟

تحدث دورة اليوريا في خلايا الكبد وبدرجة أقل ، في الكلى. يبدأ في الميتوكوندريا وينتقل إلى العصارة الخلوية للخلية ، حيث تحدث معظم الدورة.

دورة اليوريا ودورة كريبس

ترتبط دورة اليوريا بدورة كريبس.

ترتبط تفاعلات الدورتين ببعضهما البعض وبعض المنتجات الوسيطة التي تشكلت في دورة كريبس هي سلائف لتفاعلات دورة اليوريا.

تعلم المزيد عن دورة كريبس.

مراحل دورة اليوريا

يتكون من خمسة تفاعلات ، اثنان داخل الميتوكوندريا وثلاثة في العصارة الخلوية.

يتم تحفيز كل خطوة بواسطة إنزيم. وبالتالي ، هناك خمسة إنزيمات تشارك في دورة اليوريا: مركب كارباميل-فوسفات ، أورنيثين-ترانس كارباميلاز ، سينثيتاز أرجينين-سكسينات ، لياز أرجينين ، وأرجيناز.

باختصار ، تحدث الدورة على النحو التالي:

1. يحفز إنزيم carbamyl-phosphate synthetase الموجود في الميتوكوندريا تكثيف الأمونيا بالبيكربونات ويشكل كربامويل فوسفات. لهذا التفاعل هناك استهلاك اثنين من جزيئات ATP.

2. إن تكاثف الأورنيثين الموجود في الميتوكوندريا والكاربامويل فوسفات يولد سيترولين تحت تأثير إنزيم أورنيثين تران كارباميلاز. يتم نقل السيترولين إلى العصارة الخلوية ويتفاعل مع الأسبارتات لتوليد الأرجينينوساكسينات والفومارات.

3. يحفز إنزيم سينثيتاز أرجينين-سكسينات الموجود في العصارة الخلوية تكثيف السيترولين والأسبارتات ، مع استهلاك ATP ، ويشكل الأرجينينوسكسينات.

4. يحفز إنزيم الأرجينين سكسينات لياز تحويل الأرجينين سكسينات إلى أرجينين وفومارات.

5. أخيرًا ، يحفز إنزيم الأرجيناز تكسير الأرجينين ، مما يؤدي إلى ظهور اليوريا والأورنيثين. يعود Ornithine إلى الميتوكوندريا ويعيد تشغيل الدورة.

مراحل دورة اليوريا

وظائف دورة اليوريا

تتمثل الوظيفة الرئيسية لدورة اليوريا في التخلص من الأمونيا السامة من الجسم. أي أن لها وظيفة التخلص من النيتروجين غير المرغوب فيه من الجسم.

يتم التخلص من اليوريا من جسم الحيوانات العليا عن طريق البول. يتم إزالة ما يقرب من 10 إلى 20 جرامًا من الأمونيا من جسم البالغين الأصحاء كل يوم.

اليوريا والحيوانات المجترة

تستخدم اليوريا لتغذية الحيوانات المجترة. هذا لأنه عند الوصول إلى كرش الحيوان ، يتحول إلى أمونيا وثاني أكسيد الكربون₂، ثم تبدأ الكائنات الحية الدقيقة في استخدام مصدر النيتروجين هذا لتخليق بروتين جديد.

هذا الإجراء مهم في استكمال مصدر البروتين في النظام الغذائي وتوفير البروتين القابل للتحلل في الكرش ، مما يضمن هضم الألياف بشكل أفضل وتخليق البروتين الميكروبي.