في تركيب الهيموغلوبين، هناك العديد من الخطوات والعمليات التي يمكن أن تظهر فيها الأخطاء، وعلى سبيل المثال، يتضمن تركيب الهيم إنزيمات متعددة، وتظهر المشكلات عندما يكون أحد هذه الإنزيمات ناقصًا أو لا يعمل بشكل كافٍ، وأثناء إنتاج الوحدة الفرعية للجلوبين، يمكن أن تترتب على ذلك عواقب وخيمة إذا كانت هناك طفرات أو عمليات حذف في ترميز الجينات لسلاسل الغلوبين؛ يتعلق هذا بالاضطرابات التي يسود فيها الهيموجلوبين غير الطبيعي في الدم.
ما هو الهيموغلوبين
الهيموغلوبين هو بروتين مرتبط بالأكسجين موجود في كريات الدم الحمراء ينقل الأكسجين من الرئتين إلى الأنسجة، وكل جزيء الهيموغلوبين عبارة عن رباعي رباعي مصنوع من أربع سلاسل غلوبين متعددة الببتيد، وتحتوي كل وحدة فرعية غلوبين على جزء هيم مكون من حلقة بروتوبورفيرين عضوية وأيون حديد مركزي في الحالة الحديدية (Fe2+).
يمكن لجزيء الحديد في كل جزء هيم ربط الأكسجين وفك ارتباطه، مما يسمح بنقل الأكسجين في الجسم، والنوع الأكثر شيوعًا من الهيموجلوبين عند البالغين هو HbA، والذي يتألف من وحدتين فرعيتين من نوع (alpha-globin) ووحدتين فرعيتين (beta-globin)، وتقوم جينات الغلوبين المختلفة بتشفير كل نوع من وحدات الغلوبين الفرعية.
تخليق الهيموغلوبين
المكونان الرئيسيان لتخليق الهيموجلوبين هما إنتاج الغلوبين وتخليق الهيم، ويحدث إنتاج سلسلة (Globin) في العصارة الخلوية لكريات الدم الحمراء ويحدث عن طريق النسخ الجيني والترجمة، وقد أظهرت العديد من الدراسات أن وجود الهيم يحفز النسخ الجيني للجلوبين، وتوجد جينات سلسلة ألفا على كروموسوم 16، وجينات سلسلة بيتا موجودة على كروموسوم 11.
خطوات تكوين الهيموغلوبين
يحدث تخليق الهيم في كل من العصارة الخلوية والميتوكوندريا في كريات الدم الحمراء، ويبدأ مع الجلايسين والسكسينيل الإنزيم A وينتهي بإنتاج حلقة البروتوبورفيرين التاسع، وأيضا يشكل ارتباط البروتوبرفيرين بأيون (Fe2+) جزيء الهيم النهائي.
وهناك عدة خطوات متضمنة في تركيب الهيم، وثمانية إنزيمات تنجز هذه العملية، أربعة منها تعمل في الميتوكوندريا وأربعة في العصارة الخلوية، وتبدأ العملية في الميتوكوندريا، حيث يربط سينسيز ALA (حمض أمينوليفولينك) جلايسين وسكسينيل أنزيم A لتشكيل ALA.
تحدث الخطوات من 2 إلى 5 في العصارة الخلوية، وبعد ذلك يأخذ (ALA dehydratase) جزيئين من ALA وينتج البورفوبيلينوجين (PBG)، وفي الخطوة الثالثة، يأخذ بورفوبيلينوجين ديميناس أربعة جزيئات من PBG وينتج هيدروكسي ميثيل بيلين، وبعد ذلك يأخذ (uroporphyrinogen III cosynthase) هيدروكسي ميثيل بيلين وينتج (uroporphyrinogen III)، وفي الخطوة الخامسة، يأخذ (uroporphyrinogen decarboxylase uroporphyrinogen III) وينتج (coproporphyrinogen III).
تحدث الخطوات الثلاث الأخيرة لتخليق الهيم في الميتوكوندريا، ويتم بعد ذلك تحويل كوبروبورفيرينوجين III إلى بروتوبرفيرينوجين التاسع بواسطة أوكسيديز الكوبروبورفيرينوجين، وتحدث الخطوة السابعة عندما يقوم أوكسيديز البروتوبرفيرينوجين بتحويل البروتوبرفيرينوجين التاسع إلى البروتوبورفيرين التاسع، وتكون الخطوة الثامنة والأخيرة لتخليق الهيم هي إضافة Fe إلى (protoporphyrin IX) بواسطة (ferrochelatase)، لإنتاج جزيء الهيم.
يمكن القول بأنه تم تحديد المئات من المتغيرات الهيكلية المختلفة للهيموجلوبين في مجموعات سكانية مختلفة، وتختلف معظم هذه المتغيرات بحمض أميني واحد، وينتج عن العديد منها تغييرات طفيفة فقط في بنية ووظيفة الهيموجلوبين.
