حاميات أسموزية

المواد الواقية من الضغط الأسموزي، أو المذيبات المتوافقة، هي جزيئات عضوية صغيرة متعادلة الشحنة وذات سمية منخفضة عند التركيزات العالية، تعمل كمذيبات أسموزية وتساعد الكائنات الحية على البقاء في ظل إجهاد أسموزي شديد.  يمكن تصنيف المواد الواقية من الضغط الأسموزي إلى ثلاث فئات كيميائية: البيتينات والجزيئات المرتبطة بها، والسكريات والبوليولات ، والأحماض الأمينية. تتراكم هذه الجزيئات في الخلايا وتوازن الفرق الأسموزي بين محيط الخلية والسيتوبلازم .  في النباتات، يمكن أن يزيد تراكمها من فرص البقاء على قيد الحياة أثناء الإجهاد، مثل الجفاف. في الحالات القصوى، كما هو الحال في الدوارات البدائية ، والبطيئات ، والروبيان الملحي ، والديدان الأسطوانية، يمكن لهذه الجزيئات أن تسمح للخلايا بالبقاء على قيد الحياة حتى بعد جفافها تمامًا، وتدخلها في حالة من السبات العميق تُسمى السبات الخفي . 

تُنظَّم تركيزات المواد الواقية داخل الخلية استجابةً للظروف البيئية مثل الضغط الأسموزي ودرجة الحرارة، وذلك من خلال التحكم في عوامل نسخ ومُستقبِلات نقل محددة. وقد أثبتت الدراسات أن هذه المواد تؤدي دورًا وقائيًا من خلال الحفاظ على نشاط الإنزيمات أثناء دورات التجميد والذوبان وفي درجات الحرارة المرتفعة.يُعتقد حالياً أن آلية عمل هذه المواد تعتمد على تثبيت تركيب البروتينات عبر تعزيز استبعادها المفضّل من طبقات الماء المحيطة بأسطح البروتينات المُمَيّهة. تُسهم هذه الآلية في الحفاظ على البنية الطبيعية للبروتين وإبعاد الأملاح غير العضوية التي قد تتسبب في تشوّه طيّه.

 دور 

 النباتات 
تلعب المواد الذائبة المتوافقة دورًا وظيفيًا مهمًا في مجال الزراعة. ففي ظل الظروف البيئية القاسية، مثل الجفاف أو ارتفاع الملوحة، تُظهر النباتات التي تنتج أو تمتص المواد الواقية من الضغط الأسموزي  معدلات بقاء أعلى. ومن خلال تحفيز إنتاج أو امتصاص هذه الجزيئات في المحاصيل التي لا تحتوي عليها طبيعيًا، يمكن توسيع نطاق المناطق الصالحة لزراعتها.وقد تم توثيق أحد الأسباب الرئيسية لهذا التحسُّن في النمو في تنظيمها لأنواع الأكسجين التفاعلية السامة. ففي ظروف الملوحة العالية، تحفِّز الأنظمة الضوئية  في النبات إنتاج هذه الأنواع الضارة. وتعتمد آلية الحماية هنا على قدرة المواد الواقية من الضغط الأسموزي على منع التفاعل بين الأنظمة الضوئية والأملاح، مما يقلل بدوره من إنتاج الأنواع الضارة.لذلك، يُعد إدخال المسارات الحيوية التركيبية التي تؤدي إلى إنتاج المواد الواقية من الضغط الأسموزي في المحاصيل مجالًا بحثيًا نشطًا حاليًا. ومع ذلك، لا تزال القدرة على تحفيز إنتاج هذه المواد بكميات كافية تشكل عائقًا أمام التقدم في هذا المجال البحثي.

 البكتيريا 
تُعدّ المواد الواقية من الضغط الأسموزي مهمةً أيضاً للحفاظ على أعداد البكتيريا في الطبقة السطحية من التربة. يؤدي جفاف هذه الطبقة إلى زيادة ملوحتها. في هذه الحالات، تزيد ميكروبات التربة تركيز هذه الجزيئات في سيتوبلازمها إلى النطاق المولي، مما يسمح لها بالبقاء حتى تتحسن الظروف. Kempf, Bettina; Bremer, Erhard (October 1998). "Stress responses ofBacillus subtilis to high osmolarity environments: Uptake and synthesis of osmoprotectants". Journal of Biosciences. 23 (4): 447–455. doi:10.1007/BF02936138. S2CID 24591953. في الحالات القصوى، تسمح المواد الواقية من الضغط الأسموزي للخلايا بالدخول في حالة السكون. في هذه الحالة، يتحول السيتوبلازم والمواد الواقية من الضغط الأسموزي إلى مادة صلبة شبيهة بالزجاج، مما يساعد على تثبيت البروتينات وأغشية الخلايا وحمايتها من الآثار الضارة للجفاف. 

تعمل المواد الواقية من الضغط الأسموزي على تنظيم التعبير الجيني استجابةً للضغط الأسموزي البيئي، حيث تؤثر المذيبات المتوافقة حتى بتراكيز صغيرة على التعبير الجيني، بدءًا من تحفيز إنتاج المزيد من المذيبات المتوافقة وصولًا إلى تنظيم المكونات المشاركة في العدوى، مثل فوسفوليباز C في بكتيريا الزائفة الزنجارية . 

 انظر أيضاً 

 إكتوين
 التنظيم الأسموزي
 برولاين

 مراجع 

تصنيف:علم الأحياء الخلوي