المغنيسيوم (Mg) Magnesium

يعد المغنيسيوم الرابع في الترتيب من حيث الوفرة في الانظمة الحيوية ويوجد بشكل اساسي كأيون ثنائي التكافؤ. ينتشر في البيئة بشكل كبير ويكون متوفرا وجاهزا للأحياء في البيئات المائية واليابسة. يدخل الخلايا بواسطة انظمة نقل خاصة مثل Cor A الخاصة به، وهي من انظمة النقل السريع غير المتخصصة، ويخرج منها أيضاً بمساعدة بروتينات خاصة، كما ان انتقاله بين الاجزاء المختلفة من الخلايا يتم بمساعدة البروتينات. ودخوله الى الخلايا الحية يعتمد على تدرج التركيز وكذلك على الجهد الكهربائي ψ∆ • عبر الأغشية الخلوية.

تحتاجه الخلايا بتراكيز معينة، وزيادته Hypermagnesaemia تؤدي الى تأثيرات سامة في الخلية وفي الإنسان يؤدي الى اتلاف الكلى، في حين ان نقصانه Hypomagnesaemia يؤدي في الإنسان الى فقدان التوازن لضعف العضلات، اما نقصانه بالنسبة للأحياء المجهرية مثل البكتريا والخمائر فيؤدي الى انخفاض معدلات النمو، وفي الخمائر يؤدي نقصانه في المايتوكوندريا الى اعتلال الخلايا وربما موتها.

تركيز الايون في السائل الخلوي يكون منخفضا لأنه يرتبط الى الخلابات الخلوية او يخزن في بعض أجزاء الخلية خاصة في حقيقيات النواة. ويكون المرتبط منه اضعاف الشكل الحر وتصل تراكيزه الى 100 مول / لتر في أوراق النباتات الخضر لأنه يشارك في عمليات التخليق الضوئي.

له أهمية كبيرة في الانظمة الحية لأنه يشارك في العديد من التفاعلات الحيوية ففي النبات يشارك في عمليات تثبيت الكاربون من خلال عملية التخليق الضوئي لوجوده في تركيب الكلوروفيل. ويشترك الايون في كل التفاعلات تقريباً التي تؤدي الى اطلاق الطاقة من ATP ، كما ان عمليات نقله بين اجزاء الخلية الداخلية تعتمد على تنظيم فعاليات الانزيمات التي يشترك فيها، ويرتبط الى البروتينات بشكل ضعيف لذلك تستغل الخلايا هذه الحالة في تنظيم التفاعلات الانزيمية التي يشترك فيها.

ومن مشاركاته الاخرى اشتراكه مع ايونات الكالسيوم في تثبيت الجدران الخلوية والاغشية الخلوية، وكذلك الارتباط الى بعض مكونات الجدار الخلوي في البكتريا لغرض تثبيتها، ويساهم في تثبيت الرايبوزومات وبروتيناتها.

يتداخل المغنيسيوم مع الحوامض النووية ويؤدي الى تثبيتها، كما انه يشارك في عدد من الانزيمات العاملة في مجال الحوامض النووية. ويساعد في فعاليات عددا من Ribozymes (وهي انزيمات مكونة من RNA) التي تكون معتمدة على ايون المغنيسيوم في فعالياتها كما في الانزيمات العاملة في معالجة الانترونات وازالتها من نسخ RNA الناتجة من عملية الانتساخ في الخمائر.

يشابه المغنيسيوم ايون المنغنيز في بعض الصفات الكيماوية ولذلك يمكن لأيون المنغنيز ان يحل محل المغنيسيوم في حالات خاصة وتحت ظروف خاصة. فالمنغنيز يمكن ان يرتبط الى معقدات ATPases لتحليل ATP في حالات معينة، كما انه يمكن ان يحل المنغنيز في بعض الانزيمات ولكن في بعض الأحيان تفقد الفعالية نتيجة الاحلال. وعملية التفضيل بين ايون المنغنيز والمغنيسيوم تعتمد على الكائن، فمثلا انزيم النسخ العكسي في بعض فيروسات RNA تفضل ايون المغنيسيوم كما في فيروس HIV وغيره في حين ان فيروسات اخرى من مجموعة الفيروسات القهقرية نفسها تفضل ايون المنغنيز.

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .