مقاله مولكول و اكسیژن ریشه واكنش‌های آن

اتم اكسیژن فراوان ترین عنصر در پوسته زمین است و در اتمسفر و آب برای شكل‌های هوازی حیات مورد نیاز می باشد مخزن اكسیژن كره زمین نتیجه ساخته شدن آن از واكنش‌هایی مانند فتو سنتز است 37 EMOL و 1 EMOL108 MOLES فتوسنتز واكنشی است كه در آن دی اكسیژن‌ (2O‌) از آب آزاد می‌شود دی اكسیژن تقریبا بطور دائمی در تنفس استفاده می‌شود و بیشتر از آن جهت استفاده می‌شو

مولكول و اكسیژن ریشه واكنش‌های آن:

اتم اكسیژن فراوان ترین عنصر در پوسته زمین است و در اتمسفر و آب برای شكل‌های هوازی حیات مورد نیاز می باشد مخزن اكسیژن كره زمین نتیجه ساخته شدن آن از واكنش‌هایی مانند فتو سنتز است 37 EMOL و 1 EMOL=108 MOLES. فتوسنتز واكنشی است كه در آن دی اكسیژن‌ (2O‌) از آب آزاد می‌شود دی اكسیژن تقریبا بطور دائمی در تنفس استفاده می‌شود و بیشتر از آن جهت استفاده می‌شود كه پذیرنده نهایی الكترون است. اتم اكسیژن در آنواع مولكولهای آلی بوسیله تنوعی از واكنش‌های آنزیمی‌ (مانند اكسیژن ساز‌) و غیر آنزیمی ثابت می‌شود.

موجودات بی هوازی هر چند از عهده اثر مخالف اكسیژن بر می آیند. در غلظت بالا‌تر از اكسیژن اتمسفر، دی اكسیژن ممكن است‌ (2O‌) بازدارنده یا غیر فعال كننده آنزیم معینی باشد و یا اینكه ممكن است با CO2 برای ثابت شدن بوسیله 1، 5 – بیس‌فسفات كربوكسیلاز اكسیژناز رقابت كند كه این باعث می‌شود كه ارزش انرژیتیك فتوسنتز افزایش یابد. بطور كلی اثر سمی اكسیژن به طور عمده توسط مشتقات واكنشی‌ (واكنش پذیر) آن اعمال می‌شود، در حالیكه دی اكسیژن در حالت پایدار اتم نسبتا غیر قابل واكنش است و می تواند در حالت آرامش همراه مواد الی وجود داشته باشد اجباراتی جزئی از ساختار آنها گردد. این ویژگی توسط چرخش‌های موازی دو الكترون جفت نشده دی اكسیژن، كه دارای یك سدانرژی برای واكنش اكسیژن با تركیبات غیر رادیكال است (ممانعت چرخش‌) نشان داده می‌شود.

برای اینكه اكسیژن به طور شیمیایی واكنش پذیر باشد باید بطور فیزیكی یا شیمیایی فعال شود. فعالیت فیزیكی بطور عمده توسط انتقال انرژی تحریك از یك رنگیزه فعال شده با نور همانند كلروفیل تحریك شده به اكسیژن اتفاق می‌افتد با جذب انرژی كافی چرخش یك الكترون معكوس می‌شود. اولین حالت منفرد از اكسیژن‌ (به صورت O2 یا 2 نشان داده می‌شود‌) یك نوع واكنش پذیر متداول است. این حالت اكسیژن قابلیت انتشار زیادی دارد و قادر به واكنش با ملكولهای الی است‌ (كه الكترونها معمولا جفت شده هستند‌) و به غشاهای فتوسنتزی آسیب می‌رسانند.

فعالیت شیمیایی مكانیزم دیگری برای ممانعت چرخش الكترون و فعال كردن است. این عمل توسط احیا یونی والنت‌ (یك ظرفیتی‌)دی اكسیژن با افزایش الكترونهای یكی توسط دیگری آنجام می گیرد. چهار الكترون و چهار پروتون برای احیا كامل اكسیژن به آب نیاز است. همه سه حد واسط احیا یك ظرفیتی(univatent‌) مثلا سوپر اكسید O2o. پراكسید هیدروژن (H2o2) رادیكال هیدروكسیل OHo از نظر شیمیایی فعالند و از نظر فیزیولوژیكی سمی هستند این سمیت به وسیله نیمه عمرها ی كوتاه آنها قبل از واكنش با تركیبات سلولی و در مقایسه با نیمه عمر دی‌اكسیژن انعكاس داده می‌شود،‌ (بیشتر از 100 ثانیه جدول 1‌) نوع اكسیژن واكنشی كه با یك ملكول الی برخورد می‌كند یك الكترون را از آن خارج می‌كند و در یك واكنش زنجیره ای به صورت رادیكالهای پراكسیل‌(Rooo) و آلكوكسیل (Roo) درآید.

سوپر اكسید اولین تولید احیا شده از حالت بنیادی اكسیژن است كه این توانایی را دارد هم از اكسید شدن و هم از احیا شدن ایجاد شود این ماده با چند ماده تولیدی از واكنش‌های دیگر ممكن است واكنش دهد كه این عمل بطور خود به خود و یا بوسیله آنزیم‌های جهش نیافته منجر به تولید H2o2 می‌شود.

پراكسید هیدروژن یك رادیكال آزاد نبوده اما بعنوان اكسید كننده و عامل احیا كننده در تعدادی از واكنش‌های درون سلولی شركت می‌كند بر خلاف سوپر اكسید، H2o2 انتشار بیشتری از میان غشاها و بخش‌های كرده‌بندی شده سلول داشته و ممكن است مستقیما آنزیم‌های حساس را در غلظت كم غیر فعال كند مانند سوپر اكسید، H2o2 پایداری بیشتری دارد. بنابراین از دیگر آنواع آن اكسیژن‌های واكنش اثر سمی كمتری دارد تهدید عمده سوپر اكسید و H2o2 در توانایی آنها به تولید زیاد رادیكالهای هیدروكسیل واكنش‌دار می‌باشد.

رادیكال‌های هیدروكسیل از آنواع اكسید كننده قوی در سیستم بیولوژیكی بشمار می‌روند. این رادیكال ها بطور غیر ویژه ای با هیچ مولكول بیولوژیكی واكنش نمی دهند این موضوع به انتشار آن بر می‌گردد كه انتشار آن در درون سلول به آندازه قطر 2 مولكول از جایگاه تولید آنها انجام می‌گیرد.

هیچ نوع تمیز كننده ای كه بتواند OHo را جمع آوری كند شناخته نشده است. اگر چه پیشنهاد شده است كه چندین متابولیت همانند اوره یا گلوكز در سیستم‌های جانوری جمع كننده OHo هستند جدیدا هم نقشی برای OHo در متابولیسم پلی ساكاریدهای دیواره سلولی پیشنهاد شده است نوع واكنش‌های مختلفی كه در بالا شرح داده شده است به سبب تغییرات: 1- جلوگیری از آنزیم‌های حساس 2- كاهش كلروفیل یا بی رنگ شدن 3- پراكیداسیون لیپیدها می باشد: به دلیل یورش رادیكال‌های آزاد، H2o2 و اكسیژن منفرد به اسیدهای چرب غیر اشباع لیپیدهای هیدروپراكسید تولید می‌شود و در حضور مواد كاتالیزی رادیكال‌های الكوكسیل‌ (alkoxyl‌) و پراكسیل (peroxyl‌) به زنجیره واكنش در غشا سلولی انتقال می یابند و لیپید‌های ساختاری و غشاهای سازمان یافته و بی عیب تغییر و تجزیه می شوند، بعلاوه تعدادی الدئید و هیدروكربن‌های تولید شده بوسیله پراكیداسیداسیون باعث اثر سمی در سیستم‌های جانوری می‌شود

4- حمله ناشی از عدم تشخیص بوسیله رادیكال ها به ملكولهای الی مانند DNA . تغیرات زیادی در اثر حمله OHo به DNA ایجاد می‌شود كه شامل شكست رشته ها كه ممكن است دوباره جفت شدن آنها را دچار مشكل كند و یا واكنش‌های متناوب پایه ای باشد. پروتئین‌هایی كه د ر معرض OHo قرار می گیرند تغییرات بر جسته ای پیدا می كنند كه شامل تغییر توالی آمینو اسیدهای ویژه، كه شامل تغییر متوالی آمینو اسیدهای ویژه، قطعه قطعه شدن پلی پپتید، اجتماع و دناتوره شدن پروتئین‌ها و آمادگی آنها برای تجزیه می باشد.