الزئبق (Hg) Mercury

من المعادن الثقيلة ذات السمية القوية. يقع ضمن مجموعة العناصر الانتقالية التي تشمل الزنك والكادميوم المذكورة ويكون مشابها لها من ناحية التوزيع الالكتروني، والفته لمجاميع الثايول عالية وأقوى من الكادميوم. ومما يزيد من سميته قدرة أملاحه العالية فلا توجد له وظيفة في الانظمة الحيوية. وتقاوم البكتريا ايوناته السامة Hg ⁺⁺ باحتوائها على الجين mer . وعمليات مقاومته تعتمد على التصرفات الخاصة به، فجهد الاكسدة والاختزال Hg⁺⁺ / Hg0 هو 0.851 فولت (كما ذكر سابقا) وضغط بخاره الجزئي واطئ ونقطة انصهاره واطئة (38.87 م)، ونقطة غليانه عالية، كل هذه الصفات تجعل الخلايا قادرة على اختزال ايوناته الى عنصر الزئبق الذي لا يبقى داخل الخلية وانما يتركها بواسطة الانتشار البسيط لان بقاءه في الخلية يجعله عرضة للأكسدة ثانية، وعليه فان ازالة سميته تتم بعملية الاختزال ثم نقله بسرعة الى داخل الخلايا حتى لا يسمم البروتينات في الفسحة المحيطة في البكتريا السالبة لصبغة كرام. وكخطوة اولى يرتبط الايون بالبروتين MerP الموجود في الفسحة المحيطة وهي اول خطوة في ازالة السمية، ثم يسلمه البروتين الى بروتين اخر هو MerT" الذي ينقل الايون الى السايتوبلازم. وتوجد بروتينات اخرى لقبط الزئبق مثل MerC . وعندما يكون الايون داخل الخلية فانه يختزل بتفاعل يعتمد على NAD(P) ويتحول الى Hg⁰ بواسطة البروتين MerA الذي له علاقة بالأنزيم Glutathione reductase وبروتينات اخرى والمركبات العضوية للزئبق تكون أكثر سمية وتزال سميتها بنظام mer  الخاص اذ يقوم MerB وهو انزيم Organomercurial lyase اضافة الى بروتينات اخرى بهذه الفعالية، وبعد فصل ايون الزئبقيك من المركبات العضوية فان الأيون الناتج يختزل بواسطة MerA.

اما عمليات تنظيم مقاومة الزئبق فهي معقدة وصارمة وتتم بشكل أساسي بواسطة MerR وهو بروتين مكون من وحدتين، يرتبط الى ممهد الجين mer ويمنع انتساخه عند عدم وجود ايونات الزئبق. اما عند وجود الاخير فان منطقة الممهد ترخي التوائها ويمكن لأنزيم RNAP بانتساخها بكفاءة عالية. ولمنع الانتساخ المفرط يقوم بروتين منظم MerD بهذه المهمة.

الزئبق بسميته العالية وصفاته الخاصة من ناحية الاختزال والتطاير بعد تحويله الى العنصر المتعادل يعد مثاليا لدراسة عمليات المعالجة الحيوية في البيئة. وقد قامت محاولات في هذا المجال منها :

• ادخل جين MerA في أحياء اخرى لملاحظة امكانية اطلاقها في البيئة.
• تم ربط جين MerA مع جين الاعلان lux لمتابعة التلوث.

ومثل هذه المحاولات عدت مشجعة لمعالجة البيئة من التلوث.

المصادر

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