Reverse Krebs cycle
ರಿವರ್ಸ್ ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರವು (ರಿವರ್ಸ್ ಟ್ರೈಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲಿಕ್ ಆಸಿಡ್ ಸೈಕಲ್, ರಿವರ್ಸ್ ಟಿಸಿಎ ಸೈಕಲ್, ಅಥವಾ ರಿವರ್ಸ್ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಸಿಡ್ ಸೈಕಲ್, ಅಥವಾ ರಿಡಕ್ಟಿವ್ ಟ್ರೈಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲಿಕ್ ಆಸಿಡ್ ಸೈಕಲ್, ಅಥವಾ ರಿಡಕ್ಟಿವ್ ಟಿಸಿಎ ಸೈಕಲ್ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ) ಕೆಲವು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ನೀರಿನಿಂದ ಇಂಗಾಲದ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬಳಸುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಒಂದು ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿದೆ. ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಚಕ್ರವು ಹಿಮ್ಮುಖವಾಗಿ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ. ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರವು ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್ಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡು ಅವುಗಳನ್ನು CO2 ಮತ್ತು ನೀರಿಗೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಿದಾಗ, ಹಿಮ್ಮುಖ ಚಕ್ರವು ಇಂಗಾಲದ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು CO2 ಮತ್ತು H2O ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಕೆಲವು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು (ಅಕ್ವಿಫಿಕೋಟಾದಂತಹ) ಇಂಗಾಲದ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಬಳಸುತ್ತವೆ, ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್, ಸಲ್ಫೈಡ್ ಅಥವಾ ಥಿಯೋಸಲ್ಫೇಟ್ ಅನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ದಾನಿಗಳಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳು ಮತ್ತು ಉನ್ನತ ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ರಿಡಕ್ಟಿವ್ ಪೆಂಟೋಸ್ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಅಜೈವಿಕ ಇಂಗಾಲದ ಸ್ಥಿರೀಕರಣಕ್ಕೆ ಪರ್ಯಾಯವಾಗಿ ಕಾಣಬಹುದು. ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರದಿಂದ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಆಕ್ಸಿಡೇಟಿವ್ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಸಿಡ್ ಚಕ್ರಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ರಿವರ್ಸ್ ಅಥವಾ ರಿಡಕ್ಟಿವ್ ಚಕ್ರವು ಕೆಲವು ಪ್ರಮುಖ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ರಿಡಕ್ಟಿವ್ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಸಿಡ್ ಸೈಕಲ್ಗೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾದ ಮೂರು ಕಿಣ್ವಗಳಿವೆ-ಸಿಟ್ರೇಟ್ ಲೈಸ್, ಫ್ಯುಮರೇಟ್ ರಿಡಕ್ಟೇಸ್ ಮತ್ತು α-ಕೆಟೋಗ್ಲುಟರೇಟ್ ಸಿಂಥೇಸ್. ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಆಕ್ಸಲೋಅಸಿಟೇಟ್ ಮತ್ತು ಅಸಿಟೇಟ್ ಆಗಿ ವಿಭಜಿಸುವುದು ಸಿಟ್ರೇಟ್ ಸಿಂಥೇಸ್ನ ಹಿಮ್ಮುಖ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಬದಲು ಸಿಟ್ರೇಟ್ ಲೈಸ್ನಿಂದ ವೇಗವರ್ಧಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಸಕ್ಸಿನೇಟ್ ಡಿಹೈಡ್ರೋಜಿನೇಸ್ ಅನ್ನು ಫ್ಯುಮರೇಟ್ ರಿಡಕ್ಟೇಸ್ನಿಂದ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು α-ಕೆಟೋಗ್ಲುಟರೇಟ್ ಸಿಂಥೇಸ್ ಅನ್ನು α-ಕೆಟೋಗ್ಲುಟರೇಟ್ ಡಿಹೈಡ್ರೋಜಿನೇಸ್ನಿಂದ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಕ್ಸಿನೇಟ್ ಅನ್ನು 2-ಆಕ್ಸೋಗ್ಲುಟರೇಟ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದು ಸಹ ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ. ಆಕ್ಸಿಡೇಟಿವ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಈ ಹಂತವನ್ನು ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಎಚ್. ನ ಕಡಿತದೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, 2-ಆಕ್ಸೋಗ್ಲುಟಾರೇಟ್ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಸಕ್ಸಿನೇಟ್ಗೆ ಎಷ್ಟು ಶಕ್ತಿಯುತವಾಗಿ ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿದೆಯೆಂದರೆ, ಎನ್ಎಡಿಎಚ್ಗೆ ಹಿಮ್ಮುಖ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ನಡೆಸಲು ರಿಡಕ್ಟಿವ್ ಶಕ್ತಿಯ ಕೊರತೆಯಿದೆ. ಆರ್. ಟಿ. ಸಿ. ಎ. ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ, ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಕಡಿಮೆ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಫೆರೆಡಾಕ್ಸಿನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಆರಂಭಿಕ ಜೀವನಕ್ಕೆ ಪ್ರಸ್ತುತತೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಪ್ರಿಬಯೋಟಿಕ್ ಆರಂಭಿಕ-ಭೂಮಿಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಿಗೆ ಸಂಭವನೀಯ ಅಭ್ಯರ್ಥಿಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ, ಜೀವನದ ಮೂಲದ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ಆಸಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಈ ಚಕ್ರದ ಕೆಲವು ಸತತವಲ್ಲದ ಹಂತಗಳನ್ನು ದ್ಯುತಿರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ಮೂಲಕ ಖನಿಜಗಳಿಂದ ವೇಗವರ್ಧಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ, ಆದರೆ ಸಂಪೂರ್ಣ ಎರಡು ಮತ್ತು ಮೂರು-ಹಂತದ ಅನುಕ್ರಮಗಳನ್ನು ಆಮ್ಲೀಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಕಬ್ಬಿಣದಂತಹ ಲೋಹದ ಅಯಾನುಗಳಿಂದ (ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸುವ ಏಜೆಂಟ್ಗಳಾಗಿ) ಉತ್ತೇಜಿಸಬಹುದು. ಇದಲ್ಲದೆ, ದ್ಯುತಿರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗುವ ಈ ಜೀವಿಗಳು ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಚಕ್ರವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಮತ್ತು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಅತ್ಯಂತ ಕಠಿಣವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು 1 ಎಂ ಹೈಡ್ರೋಕ್ಲೋರಿಕ್ ಅಥವಾ 1 ಎಂ ಸಲ್ಫ್ಯೂರಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 80-140 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ನಲ್ಲಿ ಬಲವಾದ ತಾಪನದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಆರಂಭಿಕ ಜೀವನ ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ಅಣುಗಳಿಗೆ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುವ ಆರ್. ಟಿ. ಸಿ. ಎ ಚಕ್ರದ ಈ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳ ಜೊತೆಗೆ, ಕಿಣ್ವಗಳ ಬಳಕೆಯಿಲ್ಲದೆ ಆರ್. ಟಿ. ಸಿ. ಎ ಚಕ್ರವನ್ನು ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತಿರಲಿಲ್ಲ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕಿಣ್ವಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಜೈವಿಕ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ಅಗತ್ಯ ಕ್ರಿಯೆಯಿಲ್ಲದೆ ಆರ್. ಟಿ. ಸಿ. ಎ ಚಕ್ರವನ್ನು ತಳ್ಳಲು ಹೆಚ್ಚು ಆಕ್ಸಿಡೀಕೃತ ಪ್ರಭೇದಗಳ ಕಡಿತದ ಚಲನಶೀಲ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣಬಲದ ನಿಯತಾಂಕಗಳು ಅಸಂಭವವೆಂದು ತೋರುತ್ತದೆ. ಆರ್. ಟಿ. ಸಿ. ಎ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿನ ಕೆಲವು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ದರವು ಕಿಣ್ವಗಳಿಲ್ಲದ ಭೂಮಿಯ ಮೇಲಿನ ಜೀವನದ ರಚನೆಗೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡಲು ತುಂಬಾ ನಿಧಾನವಾಗಿರಬಹುದು. ಆರ್. ಟಿ. ಸಿ. ಎ. ಚಕ್ರದ ಉಷ್ಣಬಲವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ಉತ್ಪನ್ನದಿಂದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಕಾರಿಗೆ ಹೋಗುವ ಗಿಬ್ಸ್ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯ ಹೆಚ್ಚಳವು ಪೈರೋಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಅನ್ನು ಪೈರುವೇಟ್ ಅನ್ನು ಆಕ್ಸಲೋಅಸಿಟೇಟ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಅಸಂಭವ ಶಕ್ತಿಯ ಮೂಲವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ತುಂಬಾ ಅಂತರ್ವರ್ಧಕವಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರ, ಗ್ಲೈಕ್ಸಿಲೇಟ್ ಚಕ್ರ ಮತ್ತು ರಿವರ್ಸ್ ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರಕ್ಕೆ ನಾನ್ಎಂಜೈಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಪೂರ್ವಗಾಮಿ ಹುಟ್ಟಿಕೊಂಡಿರಬಹುದು ಎಂದು ಸೂಚಿಸಲಾಗಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಮತ್ತು ಕಡಿತ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸಹಕರಿಸುತ್ತವೆ. ಎಟಿಪಿಯನ್ನು ಬಳಸುವ ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲೇಷನ್ನ ನಂತರದ ಬಳಕೆಯು ರಿವರ್ಸ್ ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರದ ಭಾಗಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದಿತ್ತು. ಕೊನೆಯ ಸಾರ್ವತ್ರಿಕ ಸಾಮಾನ್ಯ ಪೂರ್ವಜರಲ್ಲೂ ಸಹ ರಿವರ್ಸ್ ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರವು ಅಪೂರ್ಣವಾಗಿತ್ತು ಎಂದು ಸೂಚಿಸಲಾಗಿದೆ. ರಿವರ್ಸ್ ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರದ ಅನೇಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು, ಥಿಯೋಎಸ್ಟೆರಿಫಿಕೇಷನ್ ಮತ್ತು ಜಲವಿಚ್ಛೇದನವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ, ಆಳವಾದ ಸಮುದ್ರದ ಕ್ಷಾರೀಯ ಹೈಡ್ರೋಥರ್ಮಲ್ ಕುಹರಗಳಲ್ಲಿ ಕಬ್ಬಿಣ-ಸಲ್ಫೈಡ್ ಖನಿಜಗಳಿಂದ ವೇಗವರ್ಧಿಸಲ್ಪಡಬಹುದು. ತೀರಾ ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, ಜಲೀಯ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಹನಿಗಳು ರಿವರ್ಸ್ ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ರಿಡಕ್ಟಿವ್ ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಲೇಷನ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ವೈದ್ಯಕೀಯ ಪ್ರಸ್ತುತತೆ ಮೆಲನೋಮದ ಪ್ಯಾಥೋಫಿಸಿಯಾಲಜಿಯಲ್ಲಿ ರಿವರ್ಸ್ ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರವು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮೆಲನೋಮಾ ಗೆಡ್ಡೆಗಳು ತ್ಯಾಜ್ಯ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಸಲುವಾಗಿ ಸಾಮಾನ್ಯ ಚಯಾಪಚಯ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ತಿಳಿದುಬಂದಿದೆ. ಈ ಚಯಾಪಚಯ ರೂಪಾಂತರಗಳು ಗೆಡ್ಡೆಯು ಅದರ ಚಯಾಪಚಯ ಅಗತ್ಯಗಳಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಸಿದ್ಧವಾದ ರೂಪಾಂತರವೆಂದರೆ ವಾರ್ಬರ್ಗ್ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿದ್ದು, ಅಲ್ಲಿ ಗೆಡ್ಡೆಗಳು ತಮ್ಮ ಗ್ಲುಕೋಸ್ನ ಸೇವನೆ ಮತ್ತು ಬಳಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ. ಅಸಿಟೈಲ್-ಕೋಎ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಸಲುವಾಗಿ ರಿವರ್ಸ್ ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಪದಾರ್ಥಗಳಲ್ಲಿ ಗ್ಲುಟಮೈನ್ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಈ ರೀತಿಯ ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯದ ಚಟುವಟಿಕೆಯು ಕ್ಯಾನ್ಸರ್ ಉಂಟುಮಾಡುವ ಜೀವಕೋಶಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಮತ್ತು ಗುರಿಯಾಗಿಸಲು ಹೊಸ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ರಿವರ್ಸ್ ಕ್ರೆಬ್ಸ್ ಸೈಕಲ್ ಥಿಯೊಮೈಕ್ರೋಸ್ಪಿರಾ ಡೆನಿಟ್ರಿಫಿಕಾನ್ಸ್, ಕ್ಯಾಂಡಿಡೇಟಸ್ ಆರ್ಕೋಬ್ಯಾಕ್ಟರ್ ಮತ್ತು ಕ್ಲೋರೊಬಾಕ್ಯುಲಮ್ ಟೆಪಿಡಮ್ನ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಯ ಬಳಕೆಯು ಸಿಒ2 ಅನ್ನು ಇಂಗಾಲದ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಆರ್ಟಿಸಿಎ ಸೈಕಲ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು, ಇತರರಲ್ಲಿ, ಆರ್. ಟಿ. ಸಿ. ಎ ಚಕ್ರವನ್ನು ಬಳಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು, ಅವು ಪೂರ್ವಜರ ಪ್ರೋಟಿಯೋಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಂನಿಂದ ಹುಟ್ಟಿಕೊಂಡಿವೆ ಮತ್ತು ಈ ಚಕ್ರವನ್ನು ಬಳಸುವ ಇತರ ಜೀವಿಗಳು ಹಿಂದೆ ನಂಬಿಕೊಂಡಿದ್ದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಹೇರಳವಾಗಿವೆ ಎಂಬ ಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ. ಕಾರ್ಬನ್ ಸ್ಥಿರೀಕರಣ ಕ್ಯಾಲ್ವಿನ್ ಸೈಕಲ್ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಸಹ ನೋಡಿ ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಸಿಡ್ ಸೈಕಲ್ ಮೆಟಾಬಾಲಿಕ್ ಮಾರ್ಗಗಳು ಜೀವನದ ಮೂಲ