تمثل

التمثل assimilation مجموعة العمليات التي تجري في الخلية لتحويل الأغذية المستمدة من الوسط الخارجي إلى مركبات مماثلة لمركبات مكوناتها الحيوية بطريقة متخصصة تميز الكائنات الحية، يتضمن الامتصاص وآليات الابتناء anabolism المتنوعة، وهذا يعني ارتباطه بالتحولات الكيميائية المادية وبالتحولات المتعلقة بالطاقة: فالمواد غير العضوية الداخلة في عمليات التمثل تكون منخفضة الكمون الطاقي، بينما تكون المركبات العضوية مرتفعتها.

ـ زمرة الكائنات الحية الذاتية التغذية autotrophe.

ـ زمرة الكائنات الحية الغيرية التغذية hetrotrophe.

ويُميز في المجموعة الأولى الذاتية التغذية قسمان:

أ ـ الكائنات الحية الذاتية التغذية الكربونية التي تضم وحيدات الخلايا النباتية وكثيرات الخلايا المزودة بخلايا التغذية الذاتية.

ب ـ الكائنات الحية الذاتية التغذية النتروجينية وغيرية التغذية الكربونية التي تضم الجراثيم النتروجينية التي تحول النتروجين المعدني إلى نتروجين عضوي ممثلا بالحموض الأمينية المميزة بالجذر الأميني NH2 بعملية هجريب كيميائي chimiosynthese يتوجه نحواصطناع البروتينات فقط.

وتضم الكائنات الحية الغيرية التغذية: العالم الحيواني وبعض الكائنات النباتية العديمة اليخضور كالفطريات. تستخدم هذه الكائنات لبناء مكوناتها العضوية مركبات عضوية غريبة مرتفعة الكمون الطاقي لتحولها إلى مركبات عضوية مماثلة لبنيتها الذاتية.

طرائق تمثل الكربون غير العضوي وتحويله إلى كربون عضوي

يتحقق تمثل الكربون غير العضوي وتحويله إلى كربون عضوي باستخدام مركبات معدنية منخفضة الكمون الطاقي مثل ثاني أكسيد الكربون المتوفر في الهواء وتحويله بعملية الهجريب الضوئي، التي تستخدم فوتونات الأشعة الشمسية وبوساطة اليخضور، مكونة السكاكر البسيطة والسكاكر المركبة (غلوسيدات) والشحوم والبروتينات.

طرائق تمثل الكربون العضوي الغريب وتحويله إلى كربون عضوي مناسب

يتحقق تمثل الكربون العضوي وتحويله إلى كربون عضوي مناسب بوساطة عمليات الاستقلاب، الذي يفكك المركبات الغريبة إلى جزيئاتها الأساسية، ويعيد بناءها لتكون المركبات العضوية المناسبة من بروتينات وسكريات وشحوم.

طرائق تمثل النتروجين غير العضوي وتحويله إلى نتروجين عضوي

يتحول النتروجين الجوي الجزيئي N2 والنتروجين النشادري (الأمونيا) المكون لأملاح NH3 إلى نتروجين عضوي إما بطريقة مباشرة بالأكسدة، وإما بطريقة غير مباشرة بإرجاع النتروجين الجوي وتحويله إلى نتروجين نشادري بوساطة بعض الجراثيم والفطريات البدائية القادرة وحدها على تمثل النتروجين غير العضوي.

تمثل النتروجين الجوي غير العضوي وتحوله إلى نتروجين عضوي

يجري تمثل النتروجين الجوي غير العضوي وتحوله إلى نتروجين عضوي بوساطة الجراثيم المثبتة للنتروجين المتعايشة مع العقد الجذرية للفصيلة القرنية Leguminoses من أنواع جنس الريزوبيوم Rhizobium والعصوي الجذري Bacillus radicicola ومن بعض الجراثيم الهوائية الحياة aerobie من أنواع جنس الآزوتوباكتر Azotobacter وبعض الجراثيم اللاهوائية الحياة anaerobie من أنواع جنس الكلوستريديوم Clostridium وبعض الفطريات البدائية الحرة أوالمتعايشة. تستمد الطاقة اللازمة لتمثل النتروجين الجوي من الطاقة الناتجة عن أكسدة السكريات التي تقوم بدور مزدوج: إمداد الطاقة من الناحية الفيزيائية، واستقبال الجذور الأمينية NH2ـ لتكوين البروتينات من الناحية الكيميائية بربط حموضها الأمينية بترتيب نوعي.

تمثل النتروجين النشادري وتحوله إلى نتروجين عضوي

يجري تمثل النتروجين النشادري وتحوله إلى نتروجين عضوي بوساطة الخلايا النباتية القادرة علىتحويل النشادر غير العضوي إلى جذور أمينية عضوية تستقبلها مركبات كربونية ممثلة بالحموض غير المشبعة كالحمض الفوماري وحمض الحماض الخلّي الذي يعطي، بتثبيت الجذر الأميني، حمض الأسبارتي وحمض السيتوغلوتري الذي يعطي بتثبيت الجذر الأميني حمض الغلوتامي. وتشتق من هذين الحمضين الأخيرين بطريقة نقل الأمين transamination بقية الحموض الأمينية. وتقدر كميات النتروجين غير العضوي التي تتحول سنوياً إلى نتروجين عضوي بملياري طن.

طرائق تمثل النتروجين العضوي وتحويله إلى نتروجين عضوي ملائم

يتعرض النتروجين العضوي الغريب إلى تبدلات تحول متواليات حموضه الأمينية إلى متواليات حموض أمينية مكونة البروتينات اللازمة لمتطلبات بناء العضويات الجديدة.

تدل التفاعلات المتعددة المرتبطة بالتمثل الكربوني والتمثل النتروجيني، واستخدام الطاقة الناتجة عن تفكك السكريات والشحوم، على تشابك التفاعلات التمثلية.

الحتمية النوعية للهجريب العضوي

إن تجدد المركبات العضوية وغير العضوية باستمرار بالعمليات الاستقلابية المتنوعة من هدم وبناء، واستمرار تدفق وتبادل الهدروجين والأكسجين والكربون والنتروجين بسرعات مختلفة بين المحيط الحيوي والمركبات العضوية الخلوية المتنوعة، يدعوان إلى التساؤل عن الآلية التي تحافظ فيها المادة الحية على هجريبها النوعي؟

تفسر آلية المحافظة على الهجريب النوعي للمادة الحية بآلية اصطناع البروتينات ودور الحموض الريبية النووية في ضبط التفاعلات وفق المتوالية الآتية:

دنا ــ رنا ــ بروتين نوعي

كما تفسر آلية استخدام السكاكر والشحوم في عمليات التمثل بالوساطة الأنزيمية ذات الطبيعة البروتينية النوعية الموجهة من قبل الحموض النووية وفق المخطط .