زیست‌شناسی (۱)

خون سه رنگ دارد؛ تفاوت خون آبی و خون قرمز

اغلب موجودات روی زمین به خاطر داشتن هموگلوبین خون سرخ رنگی دارند. برخی موجودات نادر هم خون آبی رنگ دارند، اما برای نخستین بار، مارمولکی در گینه نو یافت شده که خون سبز رنگ دارد.

تصویری که می‌بینید نه حاصل تخیلی هنرمندانه است و نه محصول رنگ آمیزی غذا. این واقعا یک نوع مارمولک است که در یک جزیره در گینه نو زندگی می‌کند و دارای خون، استخوان‌ها، و بافت سبز رنگ است. حال یک دانشمند می‌خواهد بفهمد که علت این موضوع چیست.

چرا رنگ سبز؟

این مارمولک منحصرا در جزیره پاپوا در گینه نو یافت می‌شوند. برای زیست شناسان، این منطقه یکی از داغ‌ترین نقاط جهان از نظر تنوع گونه‌های جانوری است.

زمانی که پژوهش بر روی این حیوان شروع شد، دریافتند که آنها «غلظت بسیار بالایی از رنگدانه صفراوی بیلی‌وردین» را در خود دارند.

در اغلب گونه‌ها از جمله انسان‌ها، اکسیژن توسط هموگلوبین در خون حمل می‌شود که به خون رنگ‌مایه قرمز می‌دهد. زمانی که عمر هموگلوبین به پایان خود نزدیک می‌شود و شروع به درهم شکستن می‌کند، به کبد منتقل می‌شود و در آنجا به مولکول‌های بیلی‌روبین و بیلی‌وردین تجزیه می‌شود.

این ترکیبات رنگدانه‌ای، با صفرا در روده‌ها دفع می‌شوند. بیلی وردین رنگ‌مایه سبز دارد (شما می‌توانید این رنگدانه را در مناطق سبز اطراف یک کبودی در حال مداوا شدن ببینید)، و سطوح بالای بیلی وردین در خون این سوسمارها همان چیزی است که به خون آنها، این رنگ غیر معمول را می‌دهد.

ولی این رنگ سبز تنها محدود به خون نمانده است. «خون، استخوان‌ها، بافت‌ها و حتی زبان این حیوان نیز سبز رنگ است».

هرچند پیش از این مشخص شده بود اندک جانورانی مانند اختاپوس قطبی خون آبی رنگ دارند، اما هیچ مهره دار دیگری تا به حال با خون سبز مشاهده نشده بود.

بقایای اسرار آمیز

بیلی‌وردین بسیار سمی است. اگر انسان‌ها حتی مقادیر بسیار ناچیز از بیلی‌روبین و بیلی‌وردین را در خون خود داشته باشند، نشانه ابتلای آنها به زردی است (پوست آنها رنگ‌مایه زرد به خود می‌گیرد).

عموما این اتفاق زمانی در انسان‌ها بروز می‌کند که کبد آنها آسیب دیده باشد، و یا در نوزادان تازه متولد شده رخ می‌دهد که هنوز کبد آنها شروع به تجزیه هموگلوبین نکرده است. اما اگر مقادیر اضافی بیلی‌روبین و بیلی‌وردین در گردش خون وارد شود و درمان صورت نگیرد، می‌تواند منجر به مرگ شود.

 «بخش تعجب برانگیز داستان این است که با توجه به چنین غلظتی از این رنگدانه‌های صفراوی در خون (مارمولک‌ها)، اگر نمرده باشند، می‌بایست یرقان داشته باشند». این مارمولک‌ برای تحمل بیلی وردین تکامل یافته باشد، که منجر به حفاظت این حیوان از یک گروه انگل به نام پلاسمودیوم شود.

پلاسمودیوم سبب بیماری مالاریا در انسان‌ها، خزندگان و پرندگان می‌شود. حضور ماده سمی بیلی وردین به جای هموگلوبین، حمله به این سوسمارها را برای پلاسمودیوم سخت‌تر می‌ کند.

برای جواب به این سوال، اخیرا  بررسی ژنوم مارمولک‌های پراسینوهما و مقایسه آنها با ژنوم مارمولک‌های دیگری از همین خانواده ولی با خون قرمز شروع شده است، تا هر نوع تغییرات ژنتیکی را که مقاومت در برابر پلاسمودیم را در بر دارد، شناسایی شود.

خون آبی و خون قرمز

خون

تفاوت اصلی بین هموسیانین و هموگلوبین در این است که هموسیانین یک رنگدانه تنفسی خارج سلولی حاوی مس است که در برخی از خون‌های جانوران بی‌مهره وجود دارد در حالی که هموگلوبین یک رنگدانه تنفسی درون سلولی با آهن است که در خون مهره داران وجود دارد.

در ارگانیسم‌های هوازی، تبادل گاز از طریق متالوپروتئین های موجود در خون رخ می دهد. بنابراین، هموسیانین و هموگلوبین دو متالوپروتئین هستند که به ترتیب تبادل گاز در حیوانات بی مهره و مهره داران را تسهیل می کنند. هموسیانین یک رنگدانه تنفسی حاوی مس است که در همولنف بی مهرگان معلق است. در مقابل، هموگلوبین یک رنگدانه تنفسی حاوی آهن است که به گلبول های قرمز مهره داران وصل شده است. فرم اکسیژن یافته هموسیانین، به رنگ آبی است. اما شکل اکسیژن هموگلوبین، به رنگ قرمز روشن است.

هموسیانین چیست؟

هموسیانین یک رنگدانه تنفسی است که در برخی از حیوانات بی مهرگان، به ویژه در صدف ها وجود دارد. این یک متالوپروتئین حاوی مس است که میل به اکسیژن را نشان می دهد. بنابراین، عملکردی مشابه هموگلوبین در مهره داران را انجام می دهد. اما برخلاف هموگلوبین، هموسیانین به هیچ سلولی محدود نمی شود. در عوض، مستقیماً در همولنف معلق می شود و اکسیژن را از طریق بدن منتقل می کند. بنابراین، آنها پروتئین های شناور آزاد در خون هستند. در اصل، هموسیانین بی رنگ است. پس از اتصال به اکسیژن، رنگ آبی می شود.

از نظر ساختاری، هموسیانین از بسیاری از زیر واحدهای حاوی حلقه های ایمیدازول شش باقی مانده هیستیدین تشکیل شده است. هر زیر واحد وزن حدود ۷۵ کیلودالتون (کیلو دالتون) دارد. از آنجا که زیر واحدهای زیادی وجود دارد، هموسیانین یک مولکول بزرگ است که در مقایسه با هموگلوبین دارای وزن مولکولی بالایی است. علاوه بر این، با توجه به بررسی ها، مشخص شده است که هموسیانین گونه خاص است. بندپایان و مالچ انواع مختلفی از هموسیانین ها دارند.

هموگلوبین چیست؟

هموگلوبین (Hgb) یک مولکول مهم متالوپروتئین موجود در گلبول های قرمز مهره داران است که اکسیژن را از ریه ها به سایر بافت های بدن و دی اکسید کربن از بافت های بدن به ریه ها منتقل می کند. بنابراین، به عنوان یک رنگدانه تنفسی عمل می کند. مولکول هموگلوبین از چهار مولکول زیر پروتئین تشکیل شده است که در آن دو زنجیره زنجیره آلفا گلوبولین و دو مورد دیگر زنجیره بتا گلوبولین هستند. در هر زنجیره گلوبولین، یک ترکیب پورفیرین حاوی آهن به نام گروه هم وجود دارد. در هر گروه هم یک اتم آهن تعبیه شده وجود دارد. این پروتئین های هموگلوبین حاوی آهن وظیفه رنگ قرمز خون را دارند. از نظر ساختاری، هموگلوبین از C ، H ، N و O تشکیل شده است.

هموگلوبین مولکول اصلی پروتئین است که شکل معمول گلبول قرمز را فراهم می کند، یعنی شکل گرد با مرکز باریک. اتم های آهن و شکل گلبول های قرمز برای انتقال اکسیژن از طریق خون بسیار مهم هستند. اگر شکل هموگلوبین از بین برود، در انتقال اکسیژن ناکام می ماند. هموگلوبین سلول سیکل یکی از مولکولهای غیر طبیعی هموگلوبین است که باعث ایجاد کم خونی به نام آنمی سلول داسی می شود.

در هموگلوبین طبیعی، در زنجیره های بتا، جایگاه ششم زنجیره اسیدآمینه از اسید گلوتامیک تشکیل شده است. با این حال، در هموگلوبین های سلول داسی، موقعیت ششم توسط یک اسیدآمینه متفاوت به نام والین گرفته می شود. اگرچه این یک تفاوت اسید آمینه است، اما مسئول این بیماری کم خونی خطرناک است.

به طور کلی، هموگلوبین میل بیشتری به اکسیژن نشان می دهد زیرا چهار محل اتصال اکسیژن در داخل یک مولکول هموگلوبین قرار دارد. هنگامی که مولکول هموگلوبین با اکسیژن اشباع شود، خون به رنگ قرمز روشن می شود و این حالت به عنوان خون اکسیژن شناخته می شود. حالت دوم هموگلوبین به عنوان دیوکسیوهوگلوبین شناخته شده است که فاقد اکسیژن است. در این حالت خون قرمز رنگ تیره را تحمل می کند.

چه شباهت‌هایی بین هموسیانین و هموگلوبین وجود دارد؟

هموسیانین و هموگلوبین پروتئین هستند. هر دو نوع مولکول به عنوان رنگدانه های تنفسی کار می کنند. آنها اکسیژن را به بافتهای بدن منتقل می کنند. بنابراین، آنها می توانند با اکسیژن متصل شوند.

تفاوت بین هموسیانین و هموگلوبین چیست؟

هموسیانین یک پروتئین حاوی مس است که در همولنف بی مهرگان معلق است و اکسیژن را در بدن منتقل می کند. از طرف دیگر، هموگلوبین یک پروتئین حاوی آهن در گلبول های قرمز مهره داران است که اکسیژن و دی اکسید کربن را از طریق خون منتقل می کند. بنابراین، این تفاوت اساسی بین هموسیانین و هموگلوبین است. از نظر ساختاری، هموسیانین از بسیاری از زیر واحد های پروتئین تشکیل شده است، در حالی که هموگلوبین از دو زنجیره آلفا و دو زنجیره بتا تشکیل شده است.

علاوه بر این، هموسیانین یک پروتئین شناور آزاد است، در حالی که هموگلوبین به سلولهای قرمز خون محدود است. تفاوت مهم دیگر بین هموسیانین و هموگلوبین در این است که یون مرکزی هموسیانین مس است در حالی که یون اصلی هموگلوبین آهن است. از همه مهمتر، رنگ هموسیانین به رنگ آبی است در حالی که رنگ هموگلوبین قرمز است. بنابراین، این یک تفاوت عمده دیگر بین هموسیانین و هموگلوبین است.

تفاوت بین هموسیانین و هموگلوبین در فرم قرص

خلاصه: هموسیانین در مقابل هموگلوبین

هموسیانین و هموگلوبین دو متالوپروتئین هستند که اکسیژن را از طریق خون منتقل می کنند. بنابراین، آنها رنگدانه های تنفسی هستند که به عنوان حامل اکسیژن عمل می کنند. تفاوت اصلی بین هموسیانین و هموگلوبین در این است که هموسیانین یک پروتئین خارج سلولی حاوی مس است در حالی که هموگلوبین یک پروتئین داخل سلولی حاوی آهن است. علاوه بر این، هموسیانین ها در حیوانات بی مهره، به ویژه در نرمالان و مفاصل وجود دارد، در حالی که هموگلوبین ها در خون مهره داران یافت می شوند. علاوه بر این، رنگ هموسیانین اکسیژنه به رنگ آبی است در حالی که رنگ هموگلوبین اکسیژن شده قرمز است.

آیا این مقاله برای شما مفید بود؟
بله
تقریبا
خیر

داریوش طاهری

اولیــــــن نیستیــم ولی امیـــــد اســــت بهتـــرین باشیـــــم...! خدایــــــــــا نام و آوازه مـــن را چنان در حافظه‌ها تثبیت کن که آلزایمـــــــــــــر نیز توان به یغما بردن آن را نداشته باشد...!

یک دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دکمه بازگشت به بالا