سیلولر سانس، خلیات میں توانائی پیدا کرنے کے عمل میں دو اہم راستے شامل ہیں: ایروبک اور اینیروبک سانس۔ ان راستوں میں آکسیجن کی موجودگی، توانائی کی پیداوار، اور ضمنی مصنوعات کے لحاظ سے اہم فرق ہے۔ سیلولر سانس لینے کے پیچیدہ طریقہ کار اور بائیو کیمسٹری میں اس کی مطابقت کو سمجھنے کے لیے ان اختلافات کو سمجھنا بہت ضروری ہے۔
ایروبک سانس
ایروبک تنفس وہ عمل ہے جس کے ذریعے خلیات کاربوہائیڈریٹس، چکنائی اور پروٹین سے توانائی پیدا کرنے کے لیے آکسیجن کا استعمال کرتے ہیں۔ یہ مائٹوکونڈریا میں ہوتا ہے اور کئی مراحل سے گزرتا ہے: گلائکولیسس، سائٹرک ایسڈ سائیکل، اور آکسیڈیٹیو فاسفوریلیشن۔
گلائکولیسس
گلائکولیسس، ایروبک سانس کا پہلا مرحلہ، سائٹوپلازم میں ہوتا ہے۔ اس میں گلوکوز کا پیروویٹ کے دو مالیکیولز میں ٹوٹنا شامل ہے، اس عمل میں تھوڑی مقدار میں ATP اور NADH پیدا ہوتا ہے۔
سائٹرک ایسڈ سائیکل
گلائکولیسس سے پیدا ہونے والا پائروویٹ مائٹوکونڈریا میں داخل ہوتا ہے اور سائٹرک ایسڈ سائیکل میں مزید خرابی سے گزرتا ہے۔ یہاں، کاربن کے مالیکیولز کو آکسائڈائز کیا جاتا ہے، جس سے کاربن ڈائی آکسائیڈ کا اخراج ہوتا ہے، جبکہ کم کرنے والے ایجنٹ NADH اور FADH2 پیدا ہوتے ہیں۔
آکسیڈیٹیو فاسفوریلیشن
ایروبک سانس کا آخری مرحلہ، آکسیڈیٹیو فاسفوریلیشن، اندرونی مائٹوکونڈریل جھلی میں ہوتا ہے۔ اس مرحلے کے دوران، NADH اور FADH2 الیکٹران عطیہ کرتے ہیں، ایک الیکٹران ٹرانسپورٹ چین قائم کرتے ہیں۔ یہ سلسلہ اے ٹی پی کی ترکیب کو ایک ایسے عمل کے ذریعے سہولت فراہم کرتا ہے جسے کیمیوسموسس کہا جاتا ہے، جو جھلی کے پار پروٹون کے بہاؤ سے چلتا ہے۔
اینیروبک سانس
اینیروبک تنفس آکسیجن کی عدم موجودگی میں ہوتا ہے اور گلوکوز کی نامکمل خرابی کا باعث بنتا ہے، جس سے آکسیجن کے استعمال کے بغیر توانائی کی پیداوار ہوتی ہے۔ یہ عمل سائٹوپلازم میں ہوتا ہے اور اس میں بنیادی طور پر گلائکولیسس اور ابال شامل ہوتا ہے۔
اینیروبک سانس میں گلائکولائسز
ایروبک سانس کی طرح، اینیروبک سانس گلائکولیسس کے ساتھ شروع ہوتا ہے، جہاں گلوکوز پیروویٹ میں ٹوٹ جاتا ہے، ATP اور NADH پیدا کرتا ہے۔ تاہم، آکسیجن کی عدم موجودگی میں، پائروویٹ مائٹوکونڈریا میں داخل نہیں ہوتا اور سائٹوپلازم میں رہتا ہے۔
ابال
گلائکولائسز کے بعد، ابال کا عمل گلائکولائسز کے تسلسل کے لیے NAD+ کو دوبارہ تخلیق کرنے کے لیے ہوتا ہے۔ ابال کی دو اہم اقسام ہیں: لیکٹک ایسڈ ابال، جو پٹھوں کے خلیوں اور کچھ بیکٹیریا میں ہوتا ہے، اور الکحل کا ابال، جو خمیر اور بعض بیکٹیریا میں ہوتا ہے۔ یہ عمل یا تو لیکٹک ایسڈ یا ایتھنول کو ضمنی مصنوعات کے طور پر تیار کرتے ہیں۔
ایروبک اور اینیروبک سانس کے درمیان فرق
- آکسیجن کی ضرورت: اہم امتیازات میں سے ایک آکسیجن کی ضرورت ہے۔ ایروبک تنفس کو حتمی الیکٹران قبول کنندہ کے طور پر آکسیجن کی ضرورت ہوتی ہے، جب کہ انیروبک تنفس آکسیجن کی عدم موجودگی میں ہوتا ہے۔
- توانائی کی پیداوار: ایروبک تنفس anaerobic respiration کے مقابلے میں ATP کی شکل میں کافی زیادہ توانائی پیدا کرتا ہے۔ یہ ایروبک سانس میں گلوکوز کی مکمل خرابی کی وجہ سے ہے، جس سے آکسیڈیٹیو فاسفوریلیشن کے ذریعے زیادہ ATP حاصل ہوتا ہے۔
- ضمنی مصنوعات: ایک اور فرق ان دو عملوں کے دوران تیار کردہ ضمنی مصنوعات میں ہے۔ ایروبک تنفس میں، ضمنی مصنوعات کاربن ڈائی آکسائیڈ اور پانی ہیں، جب کہ انیروبک سانس ابال کی قسم کے لحاظ سے ضمنی مصنوعات کے طور پر لیکٹک ایسڈ یا ایتھنول پیدا کرتی ہے۔
بایو کیمسٹری میں اہمیت
ایروبک اور اینیروبک سانس کے درمیان فرق کو سمجھنا بائیو کیمسٹری میں بہت ضروری ہے کیونکہ یہ عمل توانائی کے تحول میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ ایروبک تنفس زیادہ تر جانداروں میں توانائی کی پیداوار کا بنیادی راستہ ہے، جو ATP کی ترکیب اور توانائی کے موثر استعمال میں حصہ ڈالتا ہے۔ دوسری طرف، محدود آکسیجن کی دستیابی والے ماحول اور بعض مائکروجنزموں میں اینیروبک سانس بہت ضروری ہے۔ یہ علم یہ سمجھنے میں مدد کرتا ہے کہ خلیے مختلف ماحولیاتی حالات اور توانائی کی پیداوار کی بائیو کیمیکل بنیاد کے مطابق کیسے ڈھلتے ہیں۔