შარდოვანის ციკლი არის ბიოქიმიური რეაქციების თანმიმდევრობა, რომელიც მიზნად ისახავს ამ ნაერთის ამიაკის წარმოებას.
ამიაკი არის ტოქსიკური ნივთიერება, აზოტის მეტაბოლიზმისგან, რომელიც სწრაფად უნდა განადგურდეს სხეულიდან. აღმოფხვრა შეიძლება მოხდეს პირდაპირი ექსკრეციით ან ნაკლებად ტოქსიკურ ნაერთებად გადაქცევის შემდეგ.
თევზი უშვებს ამიაკს პირდაპირ, რადგან ის წყალში ხსნადია და სწრაფად იხსნება.
ფრინველები და მიწის ცხოველები აზოტს გამოყოფენ შარდმჟავას სახით.
ხმელეთის ცხოველები აზოტს გამოყოფენ შარდოვანის სახით, ნაერთი, რომელიც წყალში ძალიან ხსნადია და უჯრედებისათვის არატოქსიკურია.
ადამიანებსა და ძუძუმწოვრებში გამოყოფილი აზოტის თითქმის 80% შარდოვანის სახით არის.
სად ხდება შარდოვანის ციკლი?
შარდოვანის ციკლი ხდება უჯრედებში ღვიძლი და, უფრო ნაკლებად, თირკმლები. ის იწყება მიტოქონდრიაში და გადადის უჯრედის ციტოზოლში, სადაც ხდება ციკლის უმეტესი ნაწილი.
შარდოვანის ციკლი და კრებსის ციკლი
შარდოვანის ციკლი უკავშირდება კრებსის ციკლს.
ორი ციკლის რეაქციები დაკავშირებულია და ზოგიერთი შუალედური პროდუქტი, რომლებიც ჩამოყალიბდა კრებსის ციკლში, წარმოადგენს რეაქციების წინამორბედს შარდოვანის ციკლისთვის.
შეიტყვეთ მეტი ამის შესახებ კრებსის ციკლი.
შარდოვანის ციკლის ეტაპები
იგი შედგება ხუთი რეაქციისგან, ორი მიტოქონდრიის შიგნით და სამი ციტოზოლში.
თითოეული ნაბიჯი კატალიზირებულია ფერმენტის მიერ. ამრიგად, შარდოვანის ციკლში ხუთი ფერმენტია ჩართული: კარბამილ-ფოსფატის სინთეტაზა, ორნიტინი-ტრანსკარბამილაზა, არგინინ-სუქცინა სინთეტაზა, არგინინ-სუქსინატის ლიაზი და არგინაზა.
მოკლედ, ციკლი შემდეგნაირად ხდება:
1. ფერმენტი კარბამილ-ფოსფატ სინთეტაზა, რომელიც არსებობს მიტოქონდრიებში, ახდენს ამიაკის კონდენსაციის ბიკარბონატით კატალიზაციას და ქმნის კარბამოილფოსფატს. ამ რეაქციისთვის არსებობს ორი ATP მოლეკულის მოხმარება.
2. ორნიტინის, მიტოქონდრიებში და კარბამოილფოსფატის კონდენსაცია წარმოქმნის ციტრულინს, ფერმენტ ორნიტინ-ტრანსკარბამილაზას მოქმედებით. ციტრულინი ტრანსპორტირდება ციტოზოლში და ასპარტთან რეაგირებს არგინინოსუკცინატისა და ფუმარატის წარმოქმნით.
3. არგინინ-სუქცინატ სინთეტაზას ფერმენტი, რომელიც ციტოზოლშია, კატალიზებს ციტრულინისა და ასპარტატის კონდენსაციას, ატფ-ის მოხმარებით და ქმნის არგინინოსუკცინატს.
4. ფერმენტი არგინინი სუქცინატი ლიაზი ახდენს კატალიზაციას არგინინ სუქცინატის არგინინად და ფუმარადად.
5. დაბოლოს, არგინაზას ფერმენტი ახდენს არგინინის დაშლის კატალიზაციას, წარმოშობს შარდოვანა და ორნიტინი. ორნიტინი უბრუნდება მიტოქონდრიას და ამუშავებს ციკლს.
შარდოვანის ციკლის ეტაპები
შარდოვანის ციკლის ფუნქციები
შარდოვანის ციკლის მთავარი ფუნქციაა ორგანიზმიდან ტოქსიკური ამიაკის აღმოფხვრა. ანუ, მას აქვს სხეულიდან არასასურველი აზოტის აღმოფხვრის ფუნქცია.
შარდოვანა გამოიყოფა უმაღლესი ცხოველების ორგანიზმიდან შარდოვანა. ყოველდღიურად ჯანმრთელი მოზრდილის ორგანიზმიდან დაახლოებით 10-დან 20 გ-მდე ამონიას იღებენ.
შარდოვანა და გამჟღავნებული ცხოველები
შარდოვანა გამოიყენება მეწამური ცხოველების საკვებად. ეს ხდება იმის გამო, რომ ცხოველის ჭაღარას მიღწევისთანავე იგი გადაიქცევა ამიაკად და CO2, შემდეგ მიკროორგანიზმები იწყებენ აზოტის ამ წყაროს გამოყენებას ახალი ცილის სინთეზისთვის.
ეს მოქმედება მნიშვნელოვანია, რადგან იგი ავსებს დიეტის ცილის წყაროს და უზრუნველყოფს დეგრადირებადი ცილის შემცველობას, რაც უზრუნველყოფს ბოჭკოების უკეთ მონელებას და მიკრობული ცილების სინთეზს.
