கேள்வி: பாஸ்டர் விளைவு குறித்து விரிவாக சொல்லுங்கள்.
பதில்: பாஸ்டர் விளைவு (Pasteur effect) என்பது, கிடைக்கும் ஆக்சிஜன், எத்தனால் நொதித்தல் எவ்வாறு தடுத்து, அதிக அடினோசின் முப்பாசுபேட்டை (ATP) உருவாக்க நொதி (yeast) காற்றோட்ட சுவாசத்தை நோக்கி நகர்த்துகிறது என்பதை விளக்கும் ஒரு உயிர்வேதியியல் நிகழ்வாகும். மருத்துவ இலக்கியங்களில் பொதுவாக, ஆக்சிஜனின் இருப்பினால் கல குளுக்கோலிசிசு விகிதம் குறைவதையும், லாக்டிக் அமிலம் குவியாமல் தடுக்கப்படுவதையும் இவ்விளைவு குறிக்கிறது. இந்த விளைவு விலங்கு திசுக்களிலும், பூஞ்சை உலகைச் சேர்ந்த நுண்ணுயிர்களிலும் காணப்படுகிறது.
கேள்வி: பாஸ்டர் விளைவு - வரலாறு என்பது என்ன?
பதில்: 1857ஆம் ஆண்டில், பிரெஞ்சு நுண்ணுயிரியலாளர் லூயி பாஸ்டர் அவர்கள், நொதி கலந்த குழம்பை காற்றூட்டுவதன் மூலம் கல வளர்ச்சி அதிகரித்து, அதே சமயம் எத்தனால் உற்பத்தி குறைவதால் நொதித்தல் விகிதம் குறைவதைக் கண்டறிந்தார். இவரது இக்கண்டுபிடிப்பின் அடிப்படையிலேயே இவ்விளைவுக்கு "பாஸ்டர் விளைவு" எனப் பெயரிடப்பட்டது.
கேள்வி: பாஸ்டர் விளைவு - செயல்முறை பற்றி நீங்கள் என்ன அறிந்துள்ளீர்கள்?
பதில்: நொதிப் பூஞ்சைகள் விருப்ப காற்றில்லா உயிரிகள் (facultative anaerobes) ஆகும்; அதாவது, எத்தனால் நொதித்தல் வழியாகவோ அல்லது காற்றோட்ட சுவாசம் வழியாகவோ ஆற்றலை உற்பத்தி செய்ய இவற்றுக்கு இயலும். ஆக்சிஜனின் செறிவு குறைவாக இருக்கும்போது, குளுக்கோலிசிசு மூலம் உருவாகும் இரண்டு பைரூவேட் மூலக்கூறுகள் ஒவ்வொன்றும் எத்தனால் மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு ஆக நொதிக்கப்படுகின்றன. ஒரு குளுக்கோசுக்கு வெறும் 2 ATP மட்டுமே உற்பத்தியாகும். இருந்தாலும், காற்றில்லா சூழ்நிலையில் இம்முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது; ஏனென்றால், இது எலெக்ட்ரான் கடத்தும் NADH-ஐ NAD+ ஆக மீண்டும் ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்வதன் மூலம், மற்றொரு சுற்று குளுக்கோலிசிசு மற்றும் நொதித்தலுக்கு உதவுகிறது. ஆக்சிஜனின் செறிவு அதிகரிக்கும்போது, பைரூவேட் அசிட்டைல் கோஏ ஆக மாற்றப்பட்டு, சிட்ரிக் அமில சுழற்சி பயன்படுத்தப்பட்டு, ஆக்சிஜனேற்றப் பாசுபரசேற்றத்திற்கு உள்ளாகிறது. ஒரு குளுக்கோசுக்கு 10 NADH மற்றும் 2 FADH₂ உயிரணுச் சுவாசத்தில் உற்பத்தியாகி, ATP தொகுப்பேற்றியால் பயன்படுத்தப்படும் புரோட்டான் சாய்வை உருவாக்கப் பெருமளவில் புரோட்டான் இறைத்தல் நிகழ்கிறது. காற்றோட்ட சுவாசம், எத்தனால் நொதித்தலின் காற்றில்லா செயல்முறையை விட பல மடங்கு அதிக ATP உற்பத்தி செய்கிறது. காற்றோட்ட சுவாசத்தால் அதிகரிக்கும் ATP மற்றும் சிட்ரிக் அமிலம், குளுக்கோலிசிசு நொதியான பாசுபோபிரக்டோகைனேஸ் 1-ஐ அலோஸ்டெரிக் முறையில் தடுக்கின்றன; ஏனெனில் அதே அளவு ATP-ஐ உற்பத்தி செய்ய குறைந்த பைரூவேட் போதுமானது.
கேள்வி: பாஸ்டர் விளைவு - பகுதி நொதித்தலின் காரணங்கள் குறித்து விரிவாக சொல்லுங்கள்.
பதில்: ஆற்றல் ரீதியான ஊக்குவிப்பு இருந்தாலும், ரோசாரியோ லாகுனாஸ் அவர்களின் ஆய்வுகள், கிடைக்கும் குளுக்கோசை எத்தனாலாக நொதிகள் ஓரளவு தொடர்ந்து நொதிக்கின்றன என்பதைக் காட்டியுள்ளன. அதற்கான முக்கியக் காரணங்கள்: * வேக வேற்றுமை: எத்தனால் நொதித்தல் வழியாக குளுக்கோசு வளர்சிதை மாற்றம் வேகமாக நிகழ்கிறது; ஏனெனில் இதில் குறைவான நொதிகளே ஈடுபடுகின்றன, மற்றும் அனைத்து வினைகளும் சைட்டோபிளாசம் நிகழ்கின்றன. * பாக்டீரியா எதிர்ப்பு செயல்பாடு: எத்தனால், உயிரணுச் சவ்வு சேதம் ஏற்படுத்தி, புரதங்களைச் சிதைப்பதன் மூலம் பாக்டீரியா எதிர்ப்புத் தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. இதனால், சுற்றுப்புற பாக்டீரியாக்களை விட நொதிப் பூஞ்சைகள் வளங்களுக்காகப் போட்டியிடும் சிறப்புத் திறனைப் பெறுகின்றன. * பாதுகாப்பு வழிமுறை: சுற்றுப்புறப் போட்டியாளர்கள் ஆக்சிஜனை விரைவாகக் குறைத்து விடும் சூழ்நிலையில், காற்றோட்ட சுவாசத்திலிருந்து எத்தனால் நொதித்தலுக்கு நொதியின் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் முழுமையாக மாற முடியாது போகலாம். எனவே பகுதி நொதித்தல் ஒரு பாதுகாப்பு வழிமுறையாக அமைகிறது.
கேள்வி: பாஸ்டர் விளைவு - தொழிற்துறை பயன்பாடுகள் என்பது என்ன?
பதில்: மது உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படும் நொதித்தல் செயல்முறைகள், பொதுவாக கார்பன் டை ஆக்சைடு போர்வையின் கீழ் குறைந்த ஆக்சிஜன் சூழ்நிலையில் நடத்தப்படுகின்றன. மாறாக, உயிரித் திரளுக்கான நொதி வளர்ப்பில் (biomass production), அதிகபட்ச ஆற்றல் உற்பத்திக்காக குழம்பு காற்றூட்டப்படுகிறது. எத்தனாலின் பாக்டீரியா எதிர்ப்பு விளைவுகள், நொதித்தலின் அமிலமாக்கல் விளைவுகள், தொழிற்துறை மது உற்பத்தியில் உள்ள குறைவான ஆக்சிஜன் சூழ்நிலைகள் ஆகியன இருந்தபோதும், லாக்டிக் அமில நொதித்தல் நிகழ்த்தும் பாக்டீரியாக்கள் இத்தகைய தொழிற்சாலைகளை மாசுபடுத்துகின்றன. லாக்டிக் அமிலத்தின் pKa மதிப்பு 3.86 என குறைவாக இருப்பதே இதற்குக் காரணம்; இதனால் ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட போக்குவரத்தை ஆதரிக்கும் pH சவ்வுச் சாய்வைப் பிரிக்காமல் தாக்குப்பிடிக்க இவற்றால் இயலும்.