Avtoliz (biologiya)

Avtoliz və ya autoliz — bioloji hüceyrənin öz enzimlərinin istifadə edərək özü-özünü həzm etmə prosesi.

Hüceyrə həzminin biokimyəvi mexanizmləri

Otoliz, canlı yetkin orqanizmlərdə nadirdir və ümumiyyətlə nekrotik toxumada olur, çünki fermentlər normal olaraq substrat kimi xidmət etməyən hüceyrə komponentlərinə təsir göstərir. Bu fermentlər hüceyrədəki sağlam, canlı toxumada substrat təmin edən aktiv proseslərin dayandırılması səbəbindən sərbəst buraxılır; avtoliz özü aktiv bir proses deyil. Başqa sözlə, avtoliz canlı hüceyrələr tərəfindən qidaların həzm edilməsinin aktiv prosesinə bənzəsə də, ölü hüceyrələr, özlərini aktiv şəkildə həzm etmirlər. Tənəffüs çatışmazlığı və oksidləşdirici fosforilasiyanın sonrakı dəyərsizləşməsi avtolitik proses üçün stimullaşdırıcıdır. Hüceyrə bütövlüyünü qorumaq və homeostazı qorumaq üçün lazım olan yüksək enerji molekullarının azaldılması və hüceyrə biokimyəvi funksiyasında əhəmiyyətli dəyişikliklərə səbəb olur.

Molekulyar oksigen, nəticədə termodinamik cəhətdən əlverişsiz hüceyrə prosesləri üçün əsas enerji mənbəyi olan adenozin trifosfatın sintezindən məsul olan oksidləşdirici fosforilasiya kimi tanınan bir sıra biokimyəvi reaksiyalarda son elektron qəbuledici rolunu oynayır. Molekulyar oksigenin hüceyrələrə çatdırılmaması, adenozin trifosfat əmələ gəlməsinin təsirsiz bir vasitəsi kimi qlükozanın piruvata çevrildiyi anaerob qlikolizə metabolik bir keçidə səbəb olur . Qlikoliz oksidləşdirici fosforilasiyaya nisbətən daha az ATP məhsuldarlığına malikdir və hüceyrənin pH-nı aşağı salan asidik yan məhsullar yaradır və bu da otolizdə iştirak edən bir çox fermentativ prosesin işə qəbul edilməsinə imkan verir.

Adenozin trifosfatın məhdud sintezi, ion və molekulları hüceyrə membranı boyunca daşıyan enerjili cəhətdən əlverişsiz prosesləri sitimullaşdırmaq üçün ATP istifadə edən bir çox hüceyrə nəqliyyat mexanizmini pozur. Məsələn, hüceyrə membran potensialı sodium-kalium ATPase pompası ilə qorunur. Pompanın sıradan çıxması membran potensialının itirilməsinə gətirib çıxarır, çünki sodium ionları hüceyrənin içərisində yığılır və kalium ionları ion kanalları ilə itirilir. Membran potensialının itkisi kalsium ionlarının hüceyrəyə, sonra suyun osmotik təzyiqin təsiriylə hüceyrəyə keçməsini təşviq edir. Su tutma, ion dəyişiklikləri və hüceyrələrin asidifikasiyası, lizozomlar və peroksizomlar daxil olmaqla membrana bağlı hüceyrədaxili strukturlara zərər verir.

Lizozomlar, adətən polisaxaridləri, zülalları, nuklein turşularını, lipidləri, fosforik asil esterləri və sulfatları hidrolitik şəkildə parçalaya bilən çox sayda fermenti ehtiva edən membran orqanoidləridir. Bu proses, fermentlərin və substratların tək bir hüceyrədaxili membran üzərində bölünməsini və ayrılmasını tələb edir ki, bu da digər hüceyrədaxili komponentlərin lazımsız şəkildə məhv edilməsinin qarşısını alır. Normal şəraitdə hüceyrənin molekulyar aparatı sitosolik pH səviyyəsini tənzimləyərək əlavə olaraq lizozomal fermentlərin fəaliyyətindən qorunur. Lisozomal hidrolazların aktivliyi ətrafdakı sitosoldakı 7.2 qələvi ortalama pH-dan xeyli dərəcədə daha asid olan orta dərəcədə asidik pH 5-də optimaldır . Bununla birlikdə, qlikoliz məhsullarının yığılması hüceyrənin pH səviyyəsini azaldır və bu qoruyucu təsiri azaldır. Bundan əlavə, hüceyrədə suyun tutulması nəticəsində zədələnmiş lizozomal membranlar sitozola lizozomal fermentləri salır. Bu fermentlərin sitosoldakı pH səviyyəsinin aşağı düşməsi səbəbindən aktiv olma ehtimalı var və buna görə hüceyrə komponentlərini substrat olaraq istifadə etmək sərbəstdir .

Peroksisomlar ümumiyyətlə lipidlərin, xüsusilə uzun zəncirli yağ turşularının parçalanmasından məsuldur. Aktiv bir elektron nəqliyyat zənciri və əlaqəli hüceyrə prosesləri olmadıqda, lipid deqradasiyasında ekvivalentləri azaltmaq üçün metabolik bir ortaq yoxdur. Avtolizə gəldikdə, peroksizomlar, sitoksiyaya salınan yağ turşularının və reaktiv oksigen növlərinin katabolik potensialını təmin edir, çünki peroksizomal membran su tutma və digər katabolik fermentlər tərəfindən həzm olunur.

Vəzifəsi

Katabolik fermentlərin hüceyrə altı yerlərindən sərbəst buraxılması, ölü orqanizmlərin tamamilə azalmasına səbəb olan geri dönməz bir prosesi tetikler. Avtoliz, çürümək adı verilən bir müddətdə invaziv və fürsətçi mikroorqanizmlərin fəaliyyətini təşviq edən asidik, anaerob, qida ilə zəngin bir mühit yaradır. Avtoliz və çürümə qalıqların çürüməsindən məsul olan əsas proseslərdir .

Yaranın iyileşmesinde, vücudun parçalanması və ölü toxumaların yuyulması və ya aparılması üçün mayeləşdirilməsində otolitik yara sarğı kömək edə bilər. Yaranın nəmli olmasına kömək edən müasir yara sarğıları bu prosesə kömək edə bilər.

Qida sənayesində otoliz mayanın öldürülməsini və hüceyrələrinin müxtəlif fermentlər tərəfindən məhv edilməsini stimullaşdırmağı əhatə edir. Nəticədə yaranan otolize edilmiş maya ləzzət artırıcı kimi istifadə olunur. Maya ekstraktı vəziyyətində, bu proses duz əlavə edilərkən tetiklendiğinde, plazmoliz adlanır.

Çörəkçilikdə, xəmirə başqa maddələr (duz və maya kimi) əlavə etmədən əvvəl un və suyun ilkin qarışdırılmasından sonra istirahət dövrü kimi təsvir olunur . Bu termin bu proseduru yoğurma müddətini qısaltmaq və bununla da çörəyin dadını və rəngini yaxşılaşdırmaq üçün bir vasitə kimi tövsiyə edən Fransız çörəkbişirmə professoru Raymond Kalvel tərəfindən hazırlanmışdır. Uzunmüddətli yoğurma çörək xəmirini atmosfer oksigeninə məruz qoyur ki, bu da çörək unundakı təbii olaraq əmələ gələn karotenoidləri ağardır və unu təbii qaymaqlı rəngindən və ləzzətindən məhrum edir. Avtoliz eyni zamanda xəmirin əmələ gəlməsini asanlaşdırır və quruluşunu yaxşılaşdırır. Fermentasiya edilmiş içkilərin istehsalında, ot və ya şərabın uzun müddət zeytun üzərində qalması ilə avtoliz baş verə bilər. Dəmlənmədə avtoliz arzuolunmaz bir dad yaradır. Şərabçılıqda avtoliz tez-tez arzuolunmazdır, lakin ən yaxşı şampan halında, ləzzət və ağız qoxusu yaratmaqda vacib bir komponentdir.