व्याख्यान 4. न्यूक्लिक एसिड। एटीपीन्यूक्लिक एसिड।प्रति
चावल। . डीएनए संरचना
न्यूक्लिक एसिड में उच्च-बहुलक यौगिक शामिल होते हैं जो हाइड्रोलिसिस के दौरान प्यूरीन और पाइरीमिडीन नाइट्रोजनस बेस, पेंटोस और फॉस्फोरिक एसिड में विघटित हो जाते हैं। न्यूक्लिक एसिड में कार्बन, हाइड्रोजन, फास्फोरस, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन होते हैं। न्यूक्लिक एसिड के दो वर्ग हैं: राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) और डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए)। डीएनए की संरचना और कार्य।डीएनए अणु - हेटरोपॉलीमर, जिनके मोनोमर्स हैं डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स. डबल हेलिक्स के रूप में डीएनए अणु की स्थानिक संरचना का मॉडल 1953 में जे. वाटसन और एफ. क्रिक द्वारा प्रस्तावित किया गया था ( नोबेल पुरस्कार), इस मॉडल को बनाने के लिए उन्होंने एम. विल्किंस, आर. फ्रैंकलिन, ई. चारगफ के काम का इस्तेमाल किया। डीएनए अणु दो पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं से बनता है, जो एक दूसरे के चारों ओर सर्पिल रूप से मुड़ते हैं, और एक साथ एक काल्पनिक अक्ष के चारों ओर, अर्थात। एक डबल हेलिक्स है (अपवाद - कुछ डीएनए युक्त वायरस में सिंगल स्ट्रैंडेड डीएनए होता है)। डीएनए डबल हेलिक्स का व्यास 2 एनएम है, आसन्न न्यूक्लियोटाइड के बीच की दूरी 0.34 एनएम है, और हेलिक्स के प्रति मोड़ 10 बेस जोड़े हैं। अणु की लंबाई कई सेंटीमीटर तक पहुंच सकती है। आणविक भार - दसियों और सैकड़ों लाखों। मानव कोशिका नाभिक के डीएनए की कुल लंबाई लगभग 2 मीटर है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, डीएनए प्रोटीन के साथ कॉम्प्लेक्स बनाता है और इसमें एक विशिष्ट स्थानिक संरचना होती है। डीएनए मोनोमर - न्यूक्लियोटाइड (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड)- तीन पदार्थों के अवशेष होते हैं: 1) एक नाइट्रोजनस बेस, 2) एक पांच-कार्बन मोनोसेकेराइड (डीऑक्सीराइबोज) और 3) फॉस्फोरिक एसिड। न्यूक्लिक एसिड के नाइट्रोजनस बेस पाइरीमिडीन और प्यूरीन के वर्ग से संबंधित हैं। डीएनए के पाइरीमिडीन क्षारक (उनके अणु में एक वलय होता है) - थाइमिन, साइटोसिन। प्यूरीन बेस (दो रिंग होते हैं) - एडेनिन और ग्वानिन। के बारे में
चावल। . डीएनए न्यूक्लियोटाइड गठन
न्यूक्लियोटाइड का निर्माण दो चरणों में होता है। पहले चरण में, संक्षेपण प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, न्यूक्लीओसाइडएक चीनी के साथ एक नाइट्रोजनस बेस का एक परिसर है। दूसरे चरण में, न्यूक्लियोसाइड फास्फारिलीकरण से गुजरता है। इस मामले में, चीनी अवशेष और फॉस्फोरिक एसिड के बीच एक फॉस्फोएस्टर बंधन उत्पन्न होता है। इस प्रकार, एक न्यूक्लियोटाइड एक न्यूक्लियोसाइड है जो फॉस्फोरिक एसिड अवशेष (चित्र।) से जुड़ा होता है। न्यूक्लियोटाइड का नाम संबंधित आधार के नाम से लिया गया है। न्यूक्लियोटाइड्स और नाइट्रोजनस बेस बड़े अक्षरों द्वारा इंगित किए जाते हैं।
| नाइट्रोजन का | नाम | पद |
| एडीनाइन | एडेनिल | |
| गुआनिन | गुआनिल | |
| तिमिन | थाइमिडाइल |
अंजीर। डाइन्यूक्लियोटाइड गठन |
| साइटोसिन | साइटिडाइल |
चावल। . डीएनए
एडेनिन और थाइमिन के बीच दो हाइड्रोजन बंधन होते हैं, और गुआनिन और साइटोसिन के बीच तीन हाइड्रोजन बंधन होते हैं। जिस पैटर्न के अनुसार विभिन्न डीएनए स्ट्रैंड्स के न्यूक्लियोटाइड्स को कड़ाई से व्यवस्थित तरीके से व्यवस्थित किया जाता है (एडेनिन - थाइमिन, ग्वानिन - साइटोसिन) और चुनिंदा रूप से एक दूसरे के साथ संयोजन करते हैं, पूरकता का सिद्धांत कहलाता है।. यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जे। वाटसन और एफ। क्रिक ने ई। चारगफ के कार्यों को पढ़ने के बाद पूरकता के सिद्धांत को समझा। इ
चावल। . नाइट्रोजनी क्षारों का युग्मन।
विभिन्न जीवों के ऊतकों और अंगों के नमूनों की एक बड़ी संख्या का अध्ययन करने के बाद, चारगफ ने पाया कि किसी भी डीएनए टुकड़े में ग्वानिन अवशेषों की सामग्री हमेशा साइटोसिन की सामग्री से मेल खाती है, और एडेनिन से थाइमिन ("चारगफ का नियम"), लेकिन वह इस तथ्य की व्याख्या नहीं कर सका। इस प्रावधान को "चारगफ का नियम" कहा जाता है: ए + जीए = टी; G \u003d C या --- \u003d 1 C + TI यह पूरकता के सिद्धांत से चलता है कि एक श्रृंखला का न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम दूसरे के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को निर्धारित करता है। डीएनए श्रृंखला antiparallel(विपरीत), अर्थात्, विभिन्न श्रृंखलाओं के न्यूक्लियोटाइड विपरीत दिशाओं में स्थित होते हैं, और इसलिए, 3 के विपरीत "एक श्रृंखला का अंत दूसरे का 5" छोर होता है। डीएनए अणु की तुलना कभी-कभी सर्पिल सीढ़ी से की जाती है। इस सीढ़ी की "रेलिंग" चीनी-फॉस्फेट रीढ़ की हड्डी है (डीऑक्सीराइबोज और फॉस्फोरिक एसिड के वैकल्पिक अवशेष); "कदम" पूरक नाइट्रोजनस आधार हैं। डीएनए का कार्य वंशानुगत जानकारी का भंडारण है। डीएनए दोहरीकरण।डी एन ए की नकल- स्व-दोगुने की प्रक्रिया, डीएनए अणु की मुख्य संपत्ति। प्रतिकृति मैट्रिक्स संश्लेषण प्रतिक्रियाओं की श्रेणी से संबंधित है और इसमें एंजाइम शामिल हैं। एंजाइमों की क्रिया के तहत, डीएनए अणु खोल देता है और प्रत्येक स्ट्रैंड के चारों ओर एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है, पूरकता और एंटीपैरेललिज्म के सिद्धांतों के अनुसार एक नया स्ट्रैंड पूरा होता है। इस प्रकार, प्रत्येक बेटी डीएनए में, एक स्ट्रैंड मूल स्ट्रैंड होता है, और दूसरा स्ट्रैंड नव संश्लेषित होता है, संश्लेषण की इस विधि को कहा जाता है अर्द्ध रूढ़िवादीप्रतिकृति के लिए "निर्माण सामग्री" और ऊर्जा के स्रोत डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट (एटीपी, टीटीपी, जीटीपी, सीटीपी) हैं जिनमें तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होते हैं। जब डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट को पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में शामिल किया जाता है, तो दो टर्मिनल फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों को हटा दिया जाता है, और जारी ऊर्जा का उपयोग न्यूक्लियोटाइड के बीच फॉस्फोडाइस्टर बंधन बनाने के लिए किया जाता है।
अंजीर। डीएनए प्रतिकृति।
निम्नलिखित एंजाइम प्रतिकृति में भाग लेते हैं: 1) हेलीकेस ("अनविंड" डीएनए); 2) प्रोटीन को अस्थिर करना; 3) डीएनए टोपोइज़ोमेरेज़ (डीएनए में कटौती); 4) डीएनए पोलीमरेज़ (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट का चयन करें और पूरक रूप से उन्हें डीएनए टेम्पलेट श्रृंखला में संलग्न करें); 5) आरएनए प्राइमेज (आरएनए प्राइमरों, प्राइमरों के रूप में); 6) डीएनए लिगेज (डीएनए टुकड़े सीना)। हेलिकॉप्टरों की मदद से, कुछ क्षेत्रों में डीएनए को घुमाया नहीं जाता है, डीएनए के एकल-फंसे क्षेत्र प्रोटीन को अस्थिर करने से बंधे होते हैं, और एक प्रतिकृति कांटा बनता है। न्यूक्लियोटाइड के 10 जोड़े (हेलिक्स का एक मोड़) की विसंगति के साथ, डीएनए अणु को अपनी धुरी के चारों ओर एक पूर्ण क्रांति पूरी करनी होगी। इस रोटेशन को रोकने के लिए, डीएनए टोपोइज़ोमेरेज़ डीएनए के एक स्ट्रैंड को काट देता है, जो इसे दूसरे स्ट्रैंड के चारों ओर घूमने की अनुमति देता है। डीएनए पोलीमरेज़ केवल एक न्यूक्लियोटाइड को पिछले न्यूक्लियोटाइड के डीऑक्सीराइबोज़ के 3 "कार्बन से जोड़ सकता है, इसलिए यह एंजाइम टेम्प्लेट डीएनए के साथ केवल एक दिशा में आगे बढ़ने में सक्षम है: इस टेम्प्लेट डीएनए के 3" छोर से 5 "अंत तक। चूंकि मातृ डीएनए में श्रृंखलाएं समानांतर होती हैं, इसलिए इसकी विभिन्न श्रृंखलाओं पर बेटी पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं का संयोजन अलग-अलग तरीकों से और विपरीत दिशाओं में होता है। प्रमुख. श्रृंखला "5" -3 "" पर - रुक-रुक कर, टुकड़ों में ( ओकाज़ाकिओ के टुकड़े), जो, डीएनए लिगेज द्वारा प्रतिकृति के पूरा होने के बाद, एक स्ट्रैंड में जुड़ जाते हैं; इस चाइल्ड चेन को कहा जाएगा ठंड(पीछे रहना)। डीएनए पोलीमरेज़ की एक विशेषता यह है कि यह केवल "बीज" (प्राइमर) के साथ अपना काम शुरू कर सकता है। प्राइमर की भूमिका एंजाइम की भागीदारी के साथ गठित छोटे आरएनए अनुक्रमों द्वारा की जाती है आरएनए प्राइमेसेसऔर मैट्रिक्स डीएनए के साथ जोड़ा गया। पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं की असेंबली पूरी होने के बाद, आरएनए प्राइमरों को हटा दिया जाता है और डीएनए न्यूक्लियोटाइड के साथ दूसरे डीएनए पोलीमरेज़ द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। प्रतिकृति प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स में समान रूप से आगे बढ़ती है। प्रोकैरियोट्स में डीएनए संश्लेषण की दर यूकेरियोट्स (प्रति सेकंड 100 न्यूक्लियोटाइड) की तुलना में अधिक परिमाण (1000 न्यूक्लियोटाइड प्रति सेकंड) का क्रम है। प्रतिकृति डीएनए अणु के कई क्षेत्रों में एक साथ शुरू होती है जिसमें एक विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम होता है और कहा जाता है मूल(अंग्रेजी मूल - शुरुआत)। प्रतिकृति के एक मूल से दूसरे में डीएनए का एक टुकड़ा प्रतिकृति की एक इकाई बनाता है - प्रतिकृति.
चावल। . डीएनए प्रतिकृति एंजाइम:
1 - हेलीकॉप्टर; 2 - प्रोटीन को अस्थिर करना; 3 - डीएनए का प्रमुख किनारा; 4 - ओकाज़ाकी टुकड़े का संश्लेषण; 5 - प्राइमर को डीएनए न्यूक्लियोटाइड द्वारा बदल दिया जाता है और टुकड़े लिगेज द्वारा जुड़े होते हैं; 6 - डीएनए पोलीमरेज़; 7 - आरएनए प्राइमेज, आरएनए प्राइमर को संश्लेषित करता है; 8 - आरएनए प्राइमर; 9 - ओकाज़ाकी टुकड़ा; 10 - लिगेज जो ओकाजाकी अंशों को जोड़ता है; 11 - टोपोइज़ोमर डीएनए स्ट्रैंड में से एक को काटता है।
आर
चावल। डीएनए प्रतिकृतियां
कोशिका विभाजन से पहले अनुप्रयोग होता है। डीएनए की इस क्षमता के लिए धन्यवाद, वंशानुगत जानकारी को मातृ कोशिका से बेटी कोशिकाओं में स्थानांतरित किया जाता है। मरम्मत("मरम्मत") डीएनए न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को क्षति की मरम्मत की प्रक्रिया है। यह कोशिका के विशेष एंजाइम सिस्टम (मरम्मत एंजाइम) द्वारा किया जाता है। डीएनए संरचना की मरम्मत की प्रक्रिया में निम्नलिखित चरणों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: 1) डीएनए-मरम्मत करने वाले न्यूक्लियस क्षतिग्रस्त क्षेत्र को पहचानते हैं और हटाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप डीएनए श्रृंखला में अंतर होता है; 2) डीएनए पोलीमरेज़ दूसरे ("अच्छा") स्ट्रैंड से जानकारी की प्रतिलिपि बनाकर इस अंतर को भरता है; 3) डीएनए लिगेज न्यूक्लियोटाइड को "क्रॉसलिंक" करता है, मरम्मत को पूरा करता है।
चावल। . आरएनए संरचना
राइबोन्यूक्लिक अम्लआरएनए एक हेटरोपॉलीमर अणु है जिसके मोनोमर राइबोन्यूक्लियोटाइड होते हैं। डीएनए के विपरीत, आरएनए दो से नहीं, बल्कि एक पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला से बनता है (अपवाद - कुछ आरएनए युक्त वायरस में डबल-स्ट्रैंडेड आरएनए होता है)। आरएनए न्यूक्लियोटाइड एक दूसरे के साथ हाइड्रोजन बांड बनाने में सक्षम हैं, लेकिन ये इंट्रा- हैं, इंटर-स्ट्रैंड बॉन्ड नहीं हैं। आरएनए चेन डीएनए चेन की तुलना में बहुत कम हैं। आरएनए मोनोमर - न्यूक्लियोटाइड (राइबोन्यूक्लियोटाइड) - में तीन पदार्थों के अवशेष होते हैं: 1) एक नाइट्रोजनस बेस, 2) एक पांच-कार्बन मोनोसेकेराइड (राइबोज) और 3) फॉस्फोरिक एसिड। आरएनए के नाइट्रोजनस बेस भी पाइरीमिडीन और प्यूरीन के वर्ग से संबंधित हैं। आरएनए के पाइरीमिडीन क्षारक यूरेसिल, साइटोसिन, प्यूरीन बेस - एडेनिन और ग्वानिन. में
चावल। . टीआरएनए
आरएनए तीन प्रकार के होते हैं: 1) सूचना (मैट्रिक्स) आरएनए - एमआरएनए (एमआरएनए), 2) स्थानांतरण आरएनए - टीआरएनए, 3) राइबोसोमल आरएनए - आरआरएनए. सभी प्रकार के आरएनए अशाखित पोलीन्यूक्लियोटाइड होते हैं, एक विशिष्ट स्थानिक संरचना होती है और प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं। डीएनए में सभी प्रकार के आरएनए की संरचना के बारे में जानकारी संग्रहीत होती है। डीएनए टेम्प्लेट पर आरएनए के संश्लेषण की प्रक्रिया को कहा जाता है प्रतिलिपि. आरएनए को स्थानांतरित करें- आमतौर पर 76 से 85 न्यूक्लियोटाइड होते हैं; आणविक भार - 25,000-30,000। टीआरएनए कोशिका में कुल आरएनए सामग्री का लगभग 10% है। टीआरएनए अमीनो एसिड के प्रोटीन संश्लेषण की साइट पर, राइबोसोम तक परिवहन के लिए जिम्मेदार है। कोशिका में लगभग 30 प्रकार के tRNA पाए जाते हैं, उनमें से प्रत्येक में केवल इसके लिए एक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम विशेषता होती है। हालांकि, सभी tRNA में कई इंट्रामोल्युलर पूरक क्षेत्र होते हैं, जिसके कारण tRNAs एक तिपतिया घास-पत्ती संरचना प्राप्त करते हैं।- द्वितीयक संरचना के स्पाइरलाइज्ड वर्गों की बातचीत के कारण एक कॉम्पैक्ट संरचना का निर्माण। किसी भी tRNA में राइबोसोम के संपर्क के लिए एक लूप होता है, एक एंटिकोडन के साथ एक एंटिकोडन लूप, एंजाइम के संपर्क के लिए एक लूप और एक स्वीकर्ता स्टेम होता है। अमीनो एसिड स्वीकर्ता स्टेम के 3 "अंत से जुड़ा हुआ है। एंटिकोडन - तीन न्यूक्लियोटाइड जो एमआरएनए कोडन को "पहचानते हैं"। इस पर जोर दिया जाना चाहिए कि एक विशेष टीआरएनए अपने एंटिकोडन के अनुरूप कड़ाई से परिभाषित अमीनो एसिड को परिवहन कर सकता है। -सिंथेटेस। राइबोसोमल आरएनए- 3,000-5,000 न्यूक्लियोटाइड होते हैं। rRNA कोशिका में कुल RNA सामग्री का 80-85% हिस्सा होता है। राइबोसोमल प्रोटीन के संयोजन में, आरआरएनए राइबोसोम बनाता है - ऑर्गेनेल जो प्रोटीन संश्लेषण करते हैं। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, नाभिक में rRNA संश्लेषण होता है। सूचना आरएनएन्यूक्लियोटाइड सामग्री और आणविक भार (30,000 न्यूक्लियोटाइड तक) में भिन्न। सेल में कुल आरएनए सामग्री का 5% तक एमआरएनए का हिस्सा होता है। एमआरएनए के कार्य आनुवंशिक जानकारी को डीएनए से राइबोसोम में स्थानांतरित करना है; प्रोटीन अणु के संश्लेषण के लिए एक मैट्रिक्स; प्रोटीन अणु की प्राथमिक संरचना के अमीनो एसिड अनुक्रम का निर्धारण। एटीपी, ओवर + , एनएडीपी + , एफएडी।एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड (एटीपी) - जीवित कोशिकाओं में एक सार्वभौमिक स्रोत और मुख्य ऊर्जा संचयक. एटीपी सभी पौधों और पशु कोशिकाओं में पाया जाता है। एटीपी की मात्रा औसतन 0.04% (कोशिका के कच्चे द्रव्यमान का) है, सबसे बड़ी संख्याएटीपी (0.2-0.5%) कंकाल की मांसपेशियों में पाया जाता है। कोशिका में, एटीपी अणु बनने के एक मिनट के भीतर भस्म हो जाता है। मनुष्यों में, शरीर के वजन के बराबर एटीपी की मात्रा हर 24 घंटे में बनती और नष्ट होती है।एटीपी एक मोनोन्यूक्लियोटाइड है जिसमें नाइट्रोजनस बेस (एडेनिन), राइबोज और फॉस्फोरिक एसिड के तीन अवशेष होते हैं। चूंकि एटीपी में एक नहीं, बल्कि तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होते हैं, यह किससे संबंधित है राइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेटकोशिकाओं में होने वाले अधिकांश प्रकार के कार्यों के लिए, एटीपी हाइड्रोलिसिस की ऊर्जा का उपयोग किया जाता है। उसी समय, जब फॉस्फोरिक एसिड के टर्मिनल अवशेष को हटा दिया जाता है, एटीपी एडीपी (एडेनोसिन डिफोस्फोरिक एसिड) में गुजरता है, जब दूसरा फॉस्फोरिक एसिड अवशेष एएमपी (एडेनोसिन मोनोफॉस्फोरिक एसिड) में बंद हो जाता है। टर्मिनल और दूसरे फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों दोनों के उन्मूलन से मुक्त ऊर्जा उपज लगभग 30.6 kJ/mol है। तीसरे फॉस्फेट समूह की दरार केवल 13.8 kJ/mol की रिहाई के साथ है। टर्मिनल और फॉस्फोरिक एसिड के दूसरे, दूसरे और पहले अवशेषों के बीच के बंधन को कहा जाता है मैक्रोर्जिक(उच्च-ऊर्जा) एटीपी भंडार लगातार भर रहे हैं। सभी जीवों की कोशिकाओं में, एटीपी संश्लेषण प्रक्रिया में होता है फॉस्फोराइलेशन, यानी। फॉस्फोरिक एसिड के अलावाएडीपी को। फॉस्फोराइलेशन श्वसन (माइटोकॉन्ड्रिया), ग्लाइकोलाइसिस (साइटोप्लाज्म), प्रकाश संश्लेषण (क्लोरोप्लास्ट) के दौरान अलग-अलग तीव्रता के साथ होता है।
चावल। एटीपी . का हाइड्रोलिसिस
एटीपी ऊर्जा की रिहाई और संचय के साथ प्रक्रियाओं और ऊर्जा की आवश्यकता वाली प्रक्रियाओं के बीच मुख्य कड़ी है। इसके अलावा, एटीपी, अन्य राइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट (जीटीपी, सीटीपी, यूटीपी) के साथ, आरएनए संश्लेषण के लिए एक सब्सट्रेट है। एटीपी के अलावा, मैक्रोर्जिक बांड के साथ अन्य अणु भी हैं - यूटीपी (यूरिडीन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड), जीटीपी (ग्वानोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड) ), सीटीपी (साइटिडीन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड), ऊर्जा जो प्रोटीन (जीटीपी), पॉलीसेकेराइड्स (यूटीपी), फॉस्फोलिपिड्स (सीटीपी) के जैवसंश्लेषण के लिए उपयोग की जाती है। लेकिन वे सभी एटीपी की ऊर्जा के कारण बनते हैं। मोनोन्यूक्लियोटाइड्स के अलावा, डायन्यूक्लियोटाइड्स (एनएडी +, एनएडीपी +, एफएडी), कोएंजाइम के समूह से संबंधित हैं (कार्बनिक अणु जो केवल प्रतिक्रिया के दौरान एंजाइम से जुड़े रहते हैं), चयापचय प्रतिक्रियाओं में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। एनएडी + (निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड), एनएडीपी + (निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट) डाइन्यूक्लियोटाइड्स होते हैं जिनमें दो नाइट्रोजनस बेस होते हैं - एडेनिन और निकोटिनिक एसिड एमाइड - विटामिन पीपी का व्युत्पन्न), दो राइबोज अवशेष और दो फॉस्फोरिक एसिड अवशेष (छवि। ..)। यदि एटीपी ऊर्जा का एक सार्वभौमिक स्रोत है, तो के ऊपर + और एनएडीपी + - सार्वभौमिक स्वीकारकर्ता,और उनके बहाल रूप - नाधीऔर एनएडीपीएच – सार्वभौमिक दाताकमी समकक्ष (दो इलेक्ट्रॉन और एक प्रोटॉन)। नाइट्रोजन परमाणु, जो निकोटिनिक एसिड एमाइड अवशेषों का हिस्सा है, टेट्रावैलेंट है और एक सकारात्मक चार्ज करता है ( के ऊपर + ) यह नाइट्रोजनी क्षार उन अभिक्रियाओं में आसानी से दो इलेक्ट्रॉनों और एक प्रोटॉन (अर्थात अपचयित) को जोड़ देता है, जिसमें डिहाइड्रोजनेज एंजाइम की भागीदारी के साथ, दो हाइड्रोजन परमाणु सब्सट्रेट से अलग हो जाते हैं (दूसरा प्रोटॉन समाधान में चला जाता है): सब्सट्रेट-एच 2 + एनएडी + सब्सट्रेट + एनएडीएच + एच +
चावल। . डाइन्यूक्लियोटाइड्स एनएडी + और एनएडीपी + के अणु की संरचना।
ए - एनएडी अणु में एक राइबोज अवशेष के लिए एक फॉस्फेट समूह का लगाव। बी - दो इलेक्ट्रॉनों और एक प्रोटॉन (एच-आयन) का एनएडी + से लगाव।
रिवर्स प्रतिक्रियाओं में, एंजाइम, ऑक्सीकरण नाधीया एनएडीपीएचहाइड्रोजन परमाणुओं को उनके साथ जोड़कर सबस्ट्रेट्स को पुनर्स्थापित करें (दूसरा प्रोटॉन समाधान से आता है)। एफएडी - फ्लेविन एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड- विटामिन बी 2 (राइबोफ्लेविन) का व्युत्पन्न भी डिहाइड्रोजनेज का सहकारक है, लेकिन सनकदो प्रोटॉन और दो इलेक्ट्रॉनों को जोड़ता है, की वसूली करता है FADH 2 .मुख्य शर्तें और अवधारणाएं 1. डीएनए न्यूक्लियोटाइड। 2. प्यूरीन और पाइरीमिडीन नाइट्रोजनस बेस। 3. डीएनए न्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं का प्रतिपक्षवाद। 4. पूरकता। 5. डीएनए प्रतिकृति की अर्ध-रूढ़िवादी विधा। 6. डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स के लीडिंग और लैगिंग स्ट्रैंड्स। 7. प्रतिकृति। 8. मरम्मत। 9. आरएनए न्यूक्लियोटाइड। 10. एटीपी, एडीपी, एएमपी। 11. ओवर +, एनएडीपी +। 12. एफएडी। आवश्यक समीक्षा प्रश्न
डीएनए न्यूक्लियोटाइड का एक स्ट्रैंड में शामिल होना।
डीएनए की पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं को एक दूसरे से जोड़ना।
डीएनए आयाम: लंबाई, व्यास, एक मोड़ की लंबाई, न्यूक्लियोटाइड के बीच की दूरी।
चारगफ के नियम, डी. वाटसन और एफ. क्रिक के कार्यों का महत्व।
डी एन ए की नकल। एंजाइम जो प्रतिकृति सुनिश्चित करते हैं: हेलीकॉप्टर, टोपोइज़ोमेरेज़, प्राइमेज़, डीएनए पोलीमरेज़; लिगेज
आरएनए की संरचना।
आरएनए के प्रकार, उनकी संख्या, आकार और कार्य।
एटीपी की विशेषताएं
एनएडी +, एनएडीपी +, एफएडी के लक्षण।
लिपिड- ये कार्बनिक पदार्थ हैं जो पानी में नहीं घुलते हैं, लेकिन कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुल जाते हैं।
लिपिड में विभाजित हैं:
1. वसा और तेल (ट्राइहाइड्रिक अल्कोहल ग्लिसरॉल और फैटी एसिड के एस्टर)। फैटी एसिड संतृप्त (पामिटिक, स्टीयरिक, एराकिडिक) और असंतृप्त (ओलिक, लिनोलिक, लिनोलेनिक) होते हैं। तेलों में असंतृप्त वसीय अम्लों का अनुपात अधिक होता है, इसलिए कमरे के तापमान पर वे तरल अवस्था में होते हैं। उष्णकटिबंधीय जानवरों की तुलना में ध्रुवीय जानवरों के वसा में भी अधिक असंतृप्त वसीय अम्ल होते हैं।
2. लिपिड (वसा जैसे पदार्थ)। इनमें शामिल हैं: ए) फॉस्फोलिपिड्स, बी) वसा-घुलनशील विटामिन (ए, डी, ई, के), सी) मोम, डी) साधारण लिपिड जिनमें फैटी एसिड नहीं होते हैं: स्टेरॉयड (कोलेस्ट्रॉल, एड्रेनल हार्मोन, सेक्स हार्मोन) और टेरपेन्स (जिबरेलिन - पौधे वृद्धि हार्मोन, कैरोटीनॉयड - प्रकाश संश्लेषक वर्णक, मेन्थॉल)।
फॉस्फोलिपिड्स में ध्रुवीय सिर (हाइड्रोफिलिक क्षेत्र) और गैर-ध्रुवीय पूंछ (हाइड्रोफोबिक क्षेत्र) होते हैं। इस संरचना के कारण, वे जैविक झिल्लियों के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
लिपिड कार्य:
1) ऊर्जा - वसा कोशिका में ऊर्जा का एक स्रोत है। 1 ग्राम को विभाजित करने पर 38.9 kJ ऊर्जा निकलती है;
2) संरचनात्मक (भवन) - फॉस्फोलिपिड जैविक झिल्ली का हिस्सा हैं;
3) सुरक्षात्मक और गर्मी-इन्सुलेट - चमड़े के नीचे के वसायुक्त ऊतक, शरीर को हाइपोथर्मिया और चोट से बचाता है;
4) भंडारण - वसा पोषक तत्वों की आपूर्ति करते हैं, जो जानवरों की वसा कोशिकाओं और पौधों के बीजों में जमा होते हैं;
5) नियामक - स्टेरॉयड हार्मोन शरीर में चयापचय के नियमन में शामिल होते हैं (अधिवृक्क प्रांतस्था के हार्मोन, सेक्स हार्मोन)।
6) पानी का स्रोत - जब 1 किलो वसा का ऑक्सीकरण होता है, तो 1.1 किलो पानी बनता है। इसका उपयोग रेगिस्तानी जानवर करते हैं, इसलिए ऊंट 10-12 दिनों तक बिना पिए रह सकता है।
कार्बोहाइड्रेट - जटिल कार्बनिक पदार्थ, जिसका सामान्य सूत्र Cn(H2O)m है। वे कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन से बने होते हैं। पशु कोशिकाओं में वे 1-2% और पौधों की कोशिकाओं में शुष्क पदार्थ के द्रव्यमान का 90% तक होते हैं।
कार्बोहाइड्रेट को मोनोसेकेराइड, ओलिगोसेकेराइड और पॉलीसेकेराइड में विभाजित किया जाता है।
मोनोसेकेराइड, कार्बन परमाणुओं की संख्या के आधार पर, ट्रायोज़ (C3), टेट्रोज़ (C4), पेन्टोज़ (C5), हेक्सोज़ (C6), आदि में विभाजित होते हैं। कोशिका के जीवन में एक महत्वपूर्ण भूमिका किसके द्वारा निभाई जाती है:
1) पेंटोस। राइबोज और डीऑक्सीराइबोज न्यूक्लिक एसिड के घटक हैं।
2) हेक्सोज: ग्लूकोज, फ्रुक्टोज, गैलेक्टोज। फ्रुक्टोज कई फलों और शहद में पाया जाता है, जो उनके मीठे स्वाद में योगदान देता है। ग्लूकोज चयापचय के दौरान कोशिका में मुख्य ऊर्जा सामग्री है। गैलेक्टोज दूध शर्करा (लैक्टोज) का हिस्सा है।
D:\Program Files\Physicon\Open Biology 2.6\content\3DHTML\08010203.htm
माल्टोस
ओलिगोसेकेराइड अणु 2-10 मोनोसैकेराइड के पोलीमराइजेशन के दौरान बनते हैं। जब दो मोनोसेकेराइड संयुक्त होते हैं, तो डिसैकराइड बनते हैं: सुक्रोज, जिसमें ग्लूकोज और फ्रुक्टोज अणु होते हैं; लैक्टोज, ग्लूकोज और गैलेक्टोज अणुओं से मिलकर; माल्टोस दो ग्लूकोज अणुओं से बना होता है। ओलिगोसेकेराइड और पॉलीसेकेराइड में, मोनोमर अणु ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड द्वारा जुड़े होते हैं।
पॉलीसेकेराइड बड़ी संख्या में मोनोसेकेराइड के पोलीमराइजेशन के दौरान बनते हैं। पॉलीसेकेराइड में ग्लाइकोजन (पशु कोशिकाओं में मुख्य भंडारण पदार्थ) शामिल हैं; स्टार्च (पौधों की कोशिकाओं में मुख्य भंडारण पदार्थ); सेल्यूलोज (पौधों की कोशिका भित्ति में पाया जाता है), काइटिन (कवक की कोशिका भित्ति में पाया जाता है)। ग्लाइकोजन, स्टार्च और सेल्युलोज का मोनोमर ग्लूकोज है।
D:\Program Files\Physicon\Open Biology 2.6\content\3DHTML\08010208.htmसेल्यूलोज
कार्बोहाइड्रेट के कार्य:
1) ऊर्जा - कोशिका में ऊर्जा का मुख्य स्रोत कार्बोहाइड्रेट होते हैं। 1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट को विभाजित करने पर, 17.6 kJ ऊर्जा निकलती है।
2) संरचनात्मक (निर्माण) - पादप कोशिकाओं के खोल सेल्यूलोज से निर्मित होते हैं।
3) भंडारण - पॉलीसेकेराइड एक आरक्षित पोषक तत्व के रूप में काम करते हैं।
गिलहरीजैविक बहुलक हैं जिनके मोनोमर अमीनो एसिड होते हैं। कोशिका जीवन के लिए प्रोटीन बहुत महत्वपूर्ण हैं। वे एक पशु कोशिका के शुष्क पदार्थ का 50-80% हिस्सा बनाते हैं। प्रोटीन में 20 अलग-अलग अमीनो एसिड होते हैं। अमीनो एसिड को विनिमेय में विभाजित किया जाता है, जिसे मानव शरीर में संश्लेषित किया जा सकता है, और अपूरणीय (मेथियोनीन, ट्रिप्टोफैन, लाइसिन, आदि)। आवश्यक अमीनो एसिड मानव शरीर द्वारा संश्लेषित नहीं किया जा सकता है और भोजन से प्राप्त किया जाना चाहिए।
एमिनो एसिड
रेडिकल के गुणों के आधार पर, अमीनो एसिड को तीन समूहों में विभाजित किया जाता है: गैर-ध्रुवीय, ध्रुवीय आवेशित और ध्रुवीय अपरिवर्तित।
अमीनो एसिड एक NH-CO बॉन्ड (सहसंयोजक, पेप्टाइड बॉन्ड) द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं। कई अमीनो एसिड के यौगिकों को पेप्टाइड्स कहा जाता है। उनकी संख्या के आधार पर, di-, tri-, oligo- या पॉलीपेप्टाइड को प्रतिष्ठित किया जाता है। आमतौर पर, प्रोटीन में 300-500 अमीनो एसिड अवशेष होते हैं, लेकिन कई हजार अमीनो एसिड वाले बड़े भी होते हैं। प्रोटीन में अंतर न केवल अमीनो एसिड की संरचना और संख्या से निर्धारित होता है, बल्कि पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में उनके प्रत्यावर्तन के क्रम से भी निर्धारित होता है। प्रोटीन अणुओं के संगठन के स्तर:
1) प्राथमिक संरचना पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो एसिड का अनुक्रम है। अमीनो एसिड पेप्टाइड बॉन्ड से जुड़े होते हैं। प्राथमिक संरचना प्रत्येक प्रोटीन के लिए विशिष्ट होती है और डीएनए में एन्कोड किए गए अमीनो एसिड अनुक्रम द्वारा निर्धारित की जाती है। केवल प्रतिस्थापन
एक एमिनो एसिड प्रोटीन के कार्यों में बदलाव लाता है।
2) द्वितीयक संरचना को एक सर्पिल (α - सर्पिल) में घुमाया जाता है या एक अकॉर्डियन (β .) के रूप में रखा जाता है — परत) पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला। माध्यमिक संरचना हाइड्रोजन बांड द्वारा समर्थित है।
3) तृतीयक संरचना - अंतरिक्ष में रखी एक सर्पिल, एक गोलाकार या तंतु का निर्माण। प्रोटीन केवल तृतीयक संरचना के रूप में सक्रिय होता है। यह डाइसल्फ़ाइड, हाइड्रोजन, हाइड्रोफोबिक और अन्य बांडों द्वारा समर्थित है।
4) चतुर्धातुक संरचना - प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक संरचनाओं के साथ कई प्रोटीनों के संयोजन से बनती है। उदाहरण के लिए, रक्त प्रोटीन हीमोग्लोबिन में चार ग्लोबिन प्रोटीन अणु और एक गैर-प्रोटीन भाग होता है, जिसे हीम कहा जाता है।
प्रोटीन या तो सरल (प्रोटीन) या जटिल (प्रोटीन) होते हैं। साधारण प्रोटीन केवल अमीनो एसिड से बने होते हैं। कॉम्प्लेक्स वाले में अमीनो एसिड के अलावा, अन्य रासायनिक यौगिक होते हैं (उदाहरण के लिए: लिपोप्रोटीन, ग्लाइकोप्रोटीन, न्यूक्लियोप्रोटीन, हीमोग्लोबिन, आदि)।
जब प्रोटीन विभिन्न रसायनों, उच्च तापमान के संपर्क में आता है, तो प्रोटीन की संरचना नष्ट हो जाती है। इस प्रक्रिया को विकृतीकरण कहते हैं। विकृतीकरण की प्रक्रिया कभी-कभी प्रतिवर्ती होती है, अर्थात प्रोटीन संरचना की सहज बहाली हो सकती है - पुनर्विकास। जब प्रोटीन की प्राथमिक संरचना को संरक्षित किया जाता है तो पुनर्वसन संभव होता है।
प्रोटीन कार्य:
1. स्ट्रक्चरल (बिल्डिंग) फंक्शन - प्रोटीन सभी सेल मेम्ब्रेन और सेल ऑर्गेनेल का हिस्सा होते हैं।
2. उत्प्रेरक (एंजाइमी) - एंजाइम प्रोटीन कोशिका में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करते हैं।
3. मोटर (सिकुड़ा हुआ) - प्रोटीन सभी प्रकार की कोशिका गतियों में शामिल होते हैं। इस प्रकार, मांसपेशियों में संकुचन सिकुड़ा हुआ प्रोटीन द्वारा प्रदान किया जाता है: एक्टिन और मायोसिन।
4. परिवहन - प्रोटीन रसायनों का परिवहन करते हैं। तो, प्रोटीन हीमोग्लोबिन अंगों और ऊतकों तक ऑक्सीजन पहुंचाता है।
5. सुरक्षात्मक - रक्त प्रोटीन एंटीबॉडी (इम्युनोग्लोबुलिन) शरीर के लिए विदेशी प्रतिजनों को पहचानते हैं और उनके विनाश में योगदान करते हैं।
6. ऊर्जा - प्रोटीन कोशिका में ऊर्जा का स्रोत हैं। 1 ग्राम प्रोटीन को विभाजित करने पर 17.6 kJ ऊर्जा निकलती है।
7. नियामक - प्रोटीन शरीर में चयापचय के नियमन में शामिल होते हैं (हार्मोन इंसुलिन, ग्लूकागन)।
8. रिसेप्टर - प्रोटीन रिसेप्टर्स के काम के अंतर्गत आते हैं।
9. भंडारण - एल्ब्यूमिन प्रोटीन शरीर के आरक्षित प्रोटीन होते हैं (अंडे की सफेदी में ओवलब्यूमिन होता है, दूध में लैक्टलबुमिन होता है)।
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न्यूक्लिक एसिड जैविक महत्व
न्यूक्लिक एसिड
डीएनए न्यूक्लियोटाइड की संरचना
आरएनए न्यूक्लियोटाइड की संरचना
एक आरएनए अणु न्यूक्लियोटाइड का एक एकल स्ट्रैंड है, जो संरचना में डीएनए के एकल स्ट्रैंड के समान होता है।
शरीर में लिपिड की संरचना, गुण और कार्य
केवल डीऑक्सीराइबोज के बजाय, आरएनए में एक और कार्बोहाइड्रेट शामिल होता है - राइबोज (इसलिए नाम), और थाइमिन के बजाय - यूरैसिल।
पूरक जोड़े।
इस प्रकार से, पूरकता का सिद्धांत
जी ≡ सी जी ≡ सी
प्रतिकृति क्षतिपूर्ति.
एडेनोसिन फॉस्फोरिक एसिड - a लेकिन लेकिन
एटीपी अणु की संरचना:
एटीपी एडीपी + पी + ई
एडीपी एएमपी + एफ + ई,
मैक्रोर्जिक बांड
और देखो:
जीव विज्ञान में, संक्षेप में एटीपी कार्बनिक पदार्थ (मोनोमर) के लिए खड़ा है एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट(एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड)। रासायनिक संरचना के अनुसार, यह एक न्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट है। एटीपी का बना होता है राइबोज, एडेनिन, तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष.
लिपिड। लिपिड क्या हैं? लिपिड का वर्गीकरण। शरीर में लिपिड चयापचय और उनकी जैविक भूमिका
फॉस्फेट श्रृंखला में जुड़े हुए हैं। इस मामले में, अंतिम दो तथाकथित मैक्रोर्जिक बंधन हैं, जिसके टूटने से कोशिका को बड़ी मात्रा में ऊर्जा मिलती है। इस प्रकार, एटीपी कोशिका में कार्य करता है ऊर्जा कार्य.
अधिकांश एटीपी अणु कोशिकीय श्वसन की प्रतिक्रियाओं में माइटोकॉन्ड्रिया में बनते हैं। कोशिकाओं में, एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड के बड़ी संख्या में अणुओं का निरंतर संश्लेषण और विघटन होता है।
फॉस्फेट समूहों की दरार मुख्य रूप से एंजाइम की भागीदारी के साथ होती है एटीपीसऔर एक हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया (पानी का जोड़) है:
एटीपी + एच 2 ओ = एडीपी + एच 3 पीओ 4 + ई,
जहां ई जारी की गई ऊर्जा है जो विभिन्न सेलुलर प्रक्रियाओं (अन्य कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण, उनके परिवहन, ऑर्गेनेल और कोशिकाओं की गति, थर्मोरेग्यूलेशन, आदि) में जाती है। विभिन्न स्रोतों के अनुसार, जारी ऊर्जा की मात्रा 30 से 60 kJ/mol तक होती है।
एडीपी एडीनोसिन डाइफॉस्फेट है, जिसमें पहले से ही दो फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होते हैं। अक्सर, एटीपी बनाने के लिए इसमें फॉस्फेट को फिर से जोड़ा जाता है:
एडीपी + एच3पीओ4 = एटीपी + एच2ओ - ई।
यह प्रतिक्रिया ऊर्जा के अवशोषण के साथ आगे बढ़ती है, जिसका संचय कई एंजाइमी प्रतिक्रियाओं और आयन स्थानांतरण प्रक्रियाओं (मुख्य रूप से मैट्रिक्स में और माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली पर) के परिणामस्वरूप होता है। अंततः, ऊर्जा एडीपी से जुड़े फॉस्फेट समूह में जमा हो जाती है।
हालांकि, मैक्रोर्जिक बंधन से बंधे एक और फॉस्फेट को एडीपी से अलग किया जा सकता है, और एएमपी (एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट) बनता है। एएमपी आरएनए का हिस्सा है। इसलिए, एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड का एक अन्य कार्य यह है कि यह कई कार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण के लिए कच्चे माल के स्रोत के रूप में कार्य करता है।
इस प्रकार, एटीपी की संरचनात्मक विशेषताएं, चयापचय प्रक्रियाओं में केवल ऊर्जा स्रोत के रूप में इसका कार्यात्मक उपयोग, कोशिकाओं के लिए रासायनिक ऊर्जा प्राप्त करने के लिए एक एकल और सार्वभौमिक प्रणाली को संभव बनाता है।
संबंधित लेख: ऊर्जा चयापचय के चरण
जिस पर निर्भर करता है कि कार्बोहाइड्रेट न्यूक्लियोटाइड का हिस्सा है, दो प्रकार के न्यूक्लिक एसिड होते हैं:
1. डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए) में डीऑक्सीराइबोज होता है। एक डीएनए मैक्रोमोलेक्यूल में 25-30 हजार या अधिक न्यूक्लियोटाइड होते हैं। डीएनए न्यूक्लियोटाइड की संरचना में शामिल हैं: डीऑक्सीराइबोज, फॉस्फोरिक एसिड अवशेष (H3PO4), चार नाइट्रोजनस बेस (एडेनिन, ग्वानिन, साइटोसिन, थाइमिन) में से एक।
2. राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) में राइबोज होता है। एक आरएनए मैक्रोमोलेक्यूल में 5-6 हजार न्यूक्लियोटाइड होते हैं। आरएनए न्यूक्लियोटाइड की संरचना में शामिल हैं: राइबोज, फॉस्फोरिक एसिड अवशेष, चार नाइट्रोजनस बेस (एडेनिन, गुआनिन, साइटोसिन, यूरैसिल) में से एक।
डीएनए और आरएनए के मोनोमर में चार प्रकार के न्यूक्लियोटाइड होते हैं, जो केवल नाइट्रोजनस बेस में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। न्यूक्लियोटाइड एक बहुलक श्रृंखला में जुड़े होते हैं। मुख्य बहुलक श्रृंखला एक कार्बोहाइड्रेट और फॉस्फोरिक एसिड द्वारा बनाई जाती है। प्यूरीन और पाइरीमिडीन क्षार बहुलक श्रृंखला में शामिल नहीं हैं। इसके अलावा, मोनोन्यूक्लियोटाइड्स डायस्टर ब्रिज के माध्यम से एक दूसरे से जुड़े होते हैं: एक न्यूक्लियोटाइड की सी 3 स्थिति में ओएच-कार्बोहाइड्रेट और आसन्न न्यूक्लियोटाइड की सी 5 स्थिति में ओएच-कार्बोहाइड्रेट के बीच।
न्यूक्लिक एसिड प्राथमिक और माध्यमिक संरचना की विशेषता है। शरीर में न्यूक्लिक एसिड का जैविक कार्य प्राथमिक संरचना द्वारा निर्धारित किया जाता है, अर्थात उनमें शामिल चार प्रकार के न्यूक्लियोटाइड के प्रत्यावर्तन का क्रम।
एक उदाहरण के रूप में डीएनए का उपयोग करते हुए न्यूक्लिक एसिड की माध्यमिक संरचना पर विचार करें।
लिपिड। कार्बोहाइड्रेट। गिलहरी
डीएनए मैक्रोमोलेक्यूल्स एक डबल हेलिक्स है जिसमें दो पोलीन्यूक्लियोटाइड चेन होते हैं। प्रत्येक पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला के फॉस्फोरिक एसिड और डीऑक्सीराइबोज अवशेष हेलिक्स के बाहरी भाग की सतह पर स्थित होते हैं, और नाइट्रोजनयुक्त यौगिक अंदर होते हैं। दो शृंखलाओं के नाइट्रोजनी क्षार हाइड्रोजन बंधों से जुड़े होते हैं और वे द्वितीयक संरचना का समर्थन करते हैं। एडेनिन और थाइमिन के बीच, ग्वानिन और साइटोसिन के बीच एक हाइड्रोजन बंधन बनता है।
न्यूक्लिक एसिड की जैविक भूमिका। वे वंशानुगत जानकारी के भंडारण और संचरण को अंजाम देते हैं, और कोशिका में आवश्यक प्रोटीन के संश्लेषण और उसके नियमन को भी निर्धारित करते हैं। तो कोशिका नाभिक से डीएनए अपने आरएनए निष्पादकों को भेजता है, जो उन्हें प्रोटीन संश्लेषण के स्थान - साइटोप्लाज्म को आवश्यक जानकारी प्रदान करता है।
एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) एक न्यूक्लियोटाइड है जिसमें कार्बोहाइड्रेट (राइबोज), फॉस्फोरिक एसिड और एडेनिन के तीन अणु होते हैं। जब एटीपी के दूसरे और तीसरे फॉस्फेट समूहों के बीच रासायनिक बंधन हाइड्रोलाइज्ड होता है, तो ऊर्जा निकलती है। यह ऊर्जा जारी करता है और एटीपी को एडीनोसिन डाइफॉस्फेट (एडीपी) में परिवर्तित करता है।
यदि सेल में ऊर्जा आरक्षित बनाना आवश्यक है, तो फॉस्फेट समूह को जोड़ने और एडीपी को एटीपी में परिवर्तित करने की रिवर्स प्रक्रिया होती है। इस प्रकार, एटीपी ऊर्जा को स्टोर करने और इसे छोड़ने में सक्षम है। इसलिए, एटीपी का व्यापक रूप से दवा में उपयोग किया जाता है: औषधीय उत्पाद, मायोकार्डियम में चयापचय प्रक्रियाओं को उत्तेजित करता है, बेहतर ऑक्सीजन तेज करने में योगदान देता है।
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न्यूक्लिक एसिड। एटीपी
न्यूक्लिक एसिड(अक्षांश से। नाभिक - नाभिक) - एसिड, पहली बार ल्यूकोसाइट्स के नाभिक के अध्ययन में खोजा गया; 1868 में I.F द्वारा खोजे गए थे। मिशर, स्विस बायोकेमिस्ट। जैविक महत्वन्यूक्लिक एसिड - वंशानुगत जानकारी का भंडारण और संचरण; वे जीवन को बनाए रखने और इसे पुन: उत्पन्न करने के लिए आवश्यक हैं।
न्यूक्लिक एसिड
डीएनए न्यूक्लियोटाइड और आरएनए न्यूक्लियोटाइड में समानताएं और अंतर हैं।
डीएनए न्यूक्लियोटाइड की संरचना
आरएनए न्यूक्लियोटाइड की संरचना
डीएनए अणु एक डबल हेलिक्स स्ट्रैंड है।
एक आरएनए अणु न्यूक्लियोटाइड का एक एकल स्ट्रैंड है, जो संरचना में डीएनए के एकल स्ट्रैंड के समान होता है। केवल डीऑक्सीराइबोज के बजाय, आरएनए में एक और कार्बोहाइड्रेट शामिल होता है - राइबोज (इसलिए नाम), और थाइमिन के बजाय - यूरैसिल।
डीएनए के दो स्ट्रेंड हाइड्रोजन बॉन्ड द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं। इस मामले में, एक महत्वपूर्ण पैटर्न देखा जाता है: एक श्रृंखला में नाइट्रोजनस बेस एडेनिन ए के विपरीत दूसरी श्रृंखला में नाइट्रोजनस बेस थाइमिन टी होता है, और साइटोसिन सी हमेशा ग्वानिन जी के विपरीत स्थित होता है। इन बेस जोड़े को कहा जाता है पूरक जोड़े।
इस प्रकार से, पूरकता का सिद्धांत(अक्षांश से। पूरक - जोड़) इस तथ्य में शामिल है कि न्यूक्लियोटाइड में शामिल प्रत्येक नाइट्रोजनस बेस दूसरे नाइट्रोजनस बेस से मेल खाता है। आधारों के कड़ाई से परिभाषित जोड़े हैं (ए - टी, जी - सी), ये जोड़े विशिष्ट हैं। गुआनिन और साइटोसिन के बीच तीन हाइड्रोजन बंधन होते हैं, और एडेनिन और थाइमिन के बीच, डीएनए न्यूक्लियोटाइड में दो हाइड्रोजन बंधन होते हैं, और आरएनए में, एडेनिन और यूरैसिल के बीच दो हाइड्रोजन बंधन होते हैं।
न्यूक्लियोटाइड्स के नाइट्रोजनस बेस के बीच हाइड्रोजन बांड
जी ≡ सी जी ≡ सी
नतीजतन, किसी भी जीव में, एडेनिल न्यूक्लियोटाइड्स की संख्या थाइमिडिल की संख्या के बराबर होती है, और ग्वानिल न्यूक्लियोटाइड्स की संख्या साइटिडिल की संख्या के बराबर होती है। इस गुण के कारण, एक श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड का क्रम दूसरे में उनका क्रम निर्धारित करता है। न्यूक्लियोटाइड्स को चुनिंदा रूप से संयोजित करने की इस क्षमता को पूरकता कहा जाता है, और यह संपत्ति मूल अणु (प्रतिकृति, यानी दोहरीकरण) के आधार पर नए डीएनए अणुओं के निर्माण को रेखांकित करती है।
इस प्रकार, डीएनए में नाइट्रोजनस बेस की मात्रात्मक सामग्री कुछ नियमों के अधीन है:
1) एडेनिन और ग्वानिन का योग साइटोसिन और थाइमिन ए + जी = सी + टी के योग के बराबर है।
2) एडेनिन और साइटोसिन का योग गुआनिन और थाइमिन ए + सी = जी + टी के योग के बराबर है।
3) एडेनिन की मात्रा थाइमिन की मात्रा के बराबर होती है, ग्वानिन की मात्रा साइटोसिन ए = टी की मात्रा के बराबर होती है; जी = सी।
जब स्थितियां बदलती हैं, तो डीएनए, प्रोटीन की तरह, विकृतीकरण से गुजर सकता है, जिसे गलनांक कहा जाता है।
डीएनए में अद्वितीय गुण होते हैं: स्व-दोहराव (प्रतिकृति, दोहराव) की क्षमता और स्वयं-मरम्मत (मरम्मत) की क्षमता। प्रतिकृतिमूल अणु में दर्ज की गई जानकारी के बेटी अणुओं में सटीक प्रजनन सुनिश्चित करता है। लेकिन कभी-कभी प्रतिकृति प्रक्रिया के दौरान त्रुटियां होती हैं। डीएनए अणु की अपनी श्रृंखलाओं में होने वाली त्रुटियों को ठीक करने की क्षमता, अर्थात न्यूक्लियोटाइड के सही अनुक्रम को बहाल करने की क्षमता कहलाती है क्षतिपूर्ति.
डीएनए अणु मुख्य रूप से कोशिकाओं के नाभिक में और माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड्स - क्लोरोप्लास्ट में थोड़ी मात्रा में पाए जाते हैं। डीएनए अणु वंशानुगत जानकारी के वाहक होते हैं।
कोशिका में संरचना, कार्य और स्थानीयकरण। आरएनए तीन प्रकार के होते हैं। नाम किए गए कार्यों से जुड़े हैं:
| शाही सेना | सेल में स्थान | कार्यों |
| राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए) सबसे बड़ा आरएनए है, जिसमें 3 से 5 हजार न्यूक्लियोटाइड होते हैं। | राइबोसोम | संरचनात्मक (rRNA एक प्रोटीन अणु के साथ मिलकर एक राइबोसोम बनाता है) |
ट्रांसफर आरएनए (टीआरएनए) सबसे छोटा आरएनए है, जिसमें 80-100 न्यूक्लियोटाइड होते हैं। कार्बनिक पदार्थ - कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, लिपिड, न्यूक्लिक एसिड, एटीपी |
कोशिका द्रव्य | अमीनो एसिड का राइबोसोम में स्थानांतरण - प्रोटीन संश्लेषण की साइट, mRNA पर कोडन मान्यता |
| मैसेंजर, या मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) - आरएनए, जिसमें 300 - 3000 न्यूक्लियोटाइड होते हैं। | केन्द्रक, कोशिकाद्रव्य | डीएनए से प्रोटीन संश्लेषण की साइट पर आनुवंशिक जानकारी का स्थानांतरण - राइबोसोम, निर्माणाधीन प्रोटीन अणु (पॉलीपेप्टाइड) के लिए एक मैट्रिक्स है |
न्यूक्लिक एसिड की तुलनात्मक विशेषताएं
एडेनोसिन फॉस्फोरिक एसिड - a डेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड (एटीपी),लेकिन डेनोसिन डिफोस्फोरिक एसिड (एडीपी),लेकिन डेनोसिन मोनोफॉस्फोरिक एसिड (एएमपी)।
प्रत्येक कोशिका के साइटोप्लाज्म, साथ ही माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट और नाभिक में एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड (एटीपी) होता है। यह कोशिका में होने वाली अधिकांश प्रतिक्रियाओं के लिए ऊर्जा की आपूर्ति करता है। एटीपी की मदद से, कोशिका प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, वसा के नए अणुओं को संश्लेषित करती है, पदार्थों का सक्रिय परिवहन करती है, फ्लैगेला और सिलिया को हरा देती है।
एटीपी संरचना में एडेनिन न्यूक्लियोटाइड के समान है जो आरएनए का हिस्सा है, केवल एक फॉस्फोरिक एसिड के बजाय, एटीपी में तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होते हैं।
एटीपी अणु की संरचना:
एटीपी में फॉस्फोरिक एसिड अणुओं को जोड़ने वाले अस्थिर रासायनिक बंधन ऊर्जा में बहुत समृद्ध हैं। जब ये बंधन टूट जाते हैं, तो ऊर्जा निकलती है, जिसका उपयोग प्रत्येक कोशिका द्वारा महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है:
एटीपी एडीपी + पी + ई
एडीपी एएमपी + एफ + ई,
जहाँ F, फॉस्फोरिक अम्ल H3PO4 है, E निर्मुक्त ऊर्जा है।
फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों के बीच एटीपी में ऊर्जा से भरपूर रासायनिक बंधन कहलाते हैं मैक्रोर्जिक बांड. फॉस्फोरिक एसिड के एक अणु के टूटने से ऊर्जा निकलती है - 40 kJ।
एटीपी कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण के दौरान और प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में जारी ऊर्जा के कारण एडीपी और अकार्बनिक फॉस्फेट से बनता है। इस प्रक्रिया को फास्फारिलीकरण कहा जाता है।
इस मामले में, कम से कम 40 kJ / mol ऊर्जा खर्च की जानी चाहिए, जो मैक्रोर्जिक बॉन्ड में जमा होती है। नतीजतन, श्वसन और प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रियाओं का मुख्य महत्व इस तथ्य से निर्धारित होता है कि वे एटीपी के संश्लेषण के लिए ऊर्जा की आपूर्ति करते हैं, जिसकी भागीदारी से कोशिका में अधिकांश कार्य किया जाता है।
एटीपी बेहद तेजी से अद्यतन किया जाता है। मनुष्यों में, उदाहरण के लिए, प्रत्येक एटीपी अणु टूट जाता है और दिन में 2,400 बार पुनर्निर्माण किया जाता है, ताकि इसका औसत अवधिजीवन 1 मिनट से कम। एटीपी संश्लेषण मुख्य रूप से माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट (आंशिक रूप से साइटोप्लाज्म में) में किया जाता है। यहां बनने वाले एटीपी को कोशिका के उन हिस्सों में भेजा जाता है जहां ऊर्जा की जरूरत होती है।
एटीपी सेल बायोएनेरगेटिक्स में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है: यह सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक करता है - एक ऊर्जा भंडार, यह एक सार्वभौमिक जैविक ऊर्जा संचायक है।
और देखो:
मोनोसेकेराइड (सरल शर्करा) में एक एकल अणु होता है जिसमें 3 से 6 कार्बन परमाणु होते हैं। डिसाकार्इड्स दो मोनोसेकेराइड से बनने वाले यौगिक हैं। पॉलीसेकेराइड मैक्रोमोलेक्यूलर पदार्थ होते हैं जो से बने होते हैं एक लंबी संख्या(कई दसियों से लेकर कई दसियों हज़ार तक) मोनोसैकेराइड।
विभिन्न कार्बोहाइड्रेट in बड़ी मात्राजीवों में पाया जाता है। उनके मुख्य कार्य:
- ऊर्जा: यह कार्बोहाइड्रेट है जो शरीर के लिए ऊर्जा के मुख्य स्रोत के रूप में कार्य करता है। मोनोसेकेराइड में, यह फ्रुक्टोज है, जो व्यापक रूप से पौधों (मुख्य रूप से फलों में) में पाया जाता है, और विशेष रूप से ग्लूकोज (17.6 kJ ऊर्जा तब निकलती है जब इसका एक ग्राम टूट जाता है)। ग्लूकोज फलों और पौधों के अन्य भागों में, रक्त, लसीका, जानवरों के ऊतकों में पाया जाता है। डिसाकार्इड्स से, सुक्रोज (बेंत या चुकंदर चीनी) को अलग करना आवश्यक है, जिसमें ग्लूकोज और फ्रुक्टोज और लैक्टोज (दूध चीनी) शामिल हैं, जो ग्लूकोज और गैलेक्टोज के संयोजन से बनते हैं। सुक्रोज पौधों (मुख्य रूप से फलों में) में पाया जाता है, जबकि लैक्टोज दूध में पाया जाता है। वे जानवरों और मनुष्यों के पोषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। स्टार्च और ग्लाइकोजन जैसे पॉलीसेकेराइड ऊर्जा प्रक्रियाओं में बहुत महत्व रखते हैं, जिनमें से मोनोमर ग्लूकोज है। वे क्रमशः पौधों और जानवरों के आरक्षित पदार्थ हैं। यदि शरीर में बड़ी मात्रा में ग्लूकोज होता है, तो इसका उपयोग इन पदार्थों को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है, जो ऊतकों और अंगों की कोशिकाओं में जमा हो जाते हैं। तो, फलों, बीजों, आलू के कंदों में स्टार्च बड़ी मात्रा में पाया जाता है; ग्लाइकोजन - यकृत, मांसपेशियों में। आवश्यकतानुसार, ये पदार्थ टूट जाते हैं, शरीर के विभिन्न अंगों और ऊतकों को ग्लूकोज की आपूर्ति करते हैं।
- संरचनात्मक: उदाहरण के लिए, मोनोसैकेराइड जैसे डीऑक्सीराइबोज और राइबोज न्यूक्लियोटाइड के निर्माण में शामिल होते हैं। विभिन्न कार्बोहाइड्रेट कोशिका भित्ति (पौधों में सेल्युलोज, कवक में काइटिन) का हिस्सा होते हैं।
लिपिड (वसा)- कार्बनिक पदार्थ जो पानी (हाइड्रोफोबिक) में अघुलनशील होते हैं, लेकिन कार्बनिक सॉल्वैंट्स (क्लोरोफॉर्म, गैसोलीन, आदि) में आसानी से घुलनशील होते हैं। उनके अणु में ग्लिसरॉल और फैटी एसिड होते हैं। उत्तरार्द्ध की विविधता लिपिड की विविधता को निर्धारित करती है। फॉस्फोलिपिड्स (फैटी के अलावा, एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष युक्त) और ग्लाइकोलिपिड्स (लिपिड और सैकराइड्स के यौगिक) कोशिका झिल्ली में व्यापक रूप से पाए जाते हैं।
लिपिड के कार्य संरचनात्मक, ऊर्जा और सुरक्षात्मक हैं।
कोशिका झिल्ली का संरचनात्मक आधार लिपिड की एक द्वि-आणविक (अणुओं की दो परतों से निर्मित) परत होती है, जिसमें विभिन्न प्रोटीनों के अणु अंतर्निहित होते हैं।
वसा के टूटने से 38.9 kJ ऊर्जा निकलती है, जो कार्बोहाइड्रेट या प्रोटीन के टूटने से लगभग दोगुनी है। वसा विभिन्न ऊतकों और अंगों (जिगर, जानवरों में चमड़े के नीचे के ऊतक, पौधों में बीज) की कोशिकाओं में जमा हो सकते हैं, जिससे शरीर में बड़ी मात्रा में "ईंधन" की महत्वपूर्ण आपूर्ति होती है।
खराब तापीय चालकता वाले, वसा हाइपोथर्मिया (उदाहरण के लिए, व्हेल और पिन्नीपेड्स में चमड़े के नीचे की वसा की परतें) से सुरक्षा में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट)।यह कोशिकाओं में एक सार्वभौमिक ऊर्जा वाहक के रूप में कार्य करता है।
केमिस्ट्स हैंडबुक 21
कार्बनिक पदार्थों (वसा, कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, आदि) के टूटने के दौरान जारी ऊर्जा का उपयोग सीधे किसी भी कार्य को करने के लिए नहीं किया जा सकता है, लेकिन शुरू में एटीपी के रूप में संग्रहीत किया जाता है।
एडेनोसाइन ट्राइफॉस्फेट में एडेनिन, राइबोज के नाइट्रोजनस बेस और फॉस्फोरिक एसिड के तीन अणु (अधिक सटीक, अवशेष) होते हैं (चित्र 1)।
चावल। एक।एटीपी अणु की संरचना
जब फॉस्फोरिक एसिड के एक अवशेष को साफ किया जाता है, तो एडीपी (एडेनोसिन डिपोस्फेट) बनता है और लगभग 30 kJ ऊर्जा निकलती है, जो सेल में किसी भी काम को करने में खर्च होती है (उदाहरण के लिए, मांसपेशियों की कोशिका का संकुचन, कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण की प्रक्रिया) पदार्थ, आदि):
चूंकि सेल में एटीपी की आपूर्ति सीमित है, अन्य कार्बनिक पदार्थों के टूटने के दौरान जारी ऊर्जा के कारण इसे लगातार बहाल किया जा रहा है; एडीपी में फॉस्फोरिक एसिड अणु जोड़कर एटीपी को बहाल किया जाता है:
इस प्रकार, ऊर्जा के जैविक परिवर्तन में, दो मुख्य चरणों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:
1) एटीपी संश्लेषण - कोशिका में ऊर्जा का भंडारण;
2) सेल में काम करने के लिए संग्रहीत ऊर्जा (एटीपी के टूटने के दौरान) की रिहाई।
Krasnodembsky E. G. "सामान्य जीव विज्ञान: हाई स्कूल के छात्रों और विश्वविद्यालय के आवेदकों के लिए एक मैनुअल"
ग्रह पर सभी जीवन में कई कोशिकाएं होती हैं जो नाभिक में निहित आनुवंशिक जानकारी के कारण अपने संगठन की व्यवस्था को बनाए रखती हैं। यह जटिल उच्च-आणविक यौगिकों - न्यूक्लिक एसिड द्वारा संग्रहीत, कार्यान्वित और प्रेषित होता है, जिसमें मोनोमर इकाइयां - न्यूक्लियोटाइड शामिल होते हैं। न्यूक्लिक एसिड की भूमिका को कम करके आंका नहीं जा सकता है। उनकी संरचना की स्थिरता जीव की सामान्य महत्वपूर्ण गतिविधि को निर्धारित करती है, और संरचना में कोई भी विचलन अनिवार्य रूप से सेलुलर संगठन में परिवर्तन, शारीरिक प्रक्रियाओं की गतिविधि और समग्र रूप से कोशिकाओं की व्यवहार्यता की ओर ले जाता है।
न्यूक्लियोटाइड की अवधारणा और इसके गुण
प्रत्येक या आरएनए को छोटे मोनोमेरिक यौगिकों - न्यूक्लियोटाइड्स से इकट्ठा किया जाता है। दूसरे शब्दों में, एक न्यूक्लियोटाइड न्यूक्लिक एसिड, कोएंजाइम और कई अन्य जैविक यौगिकों के लिए एक निर्माण सामग्री है जो एक कोशिका के जीवन के दौरान आवश्यक हैं।
इन अपूरणीय पदार्थों के मुख्य गुणों में शामिल हैं:
विरासत में मिली विशेषताओं के बारे में जानकारी का भंडारण;
. वृद्धि और प्रजनन पर नियंत्रण रखना;
. कोशिका में होने वाली चयापचय और कई अन्य शारीरिक प्रक्रियाओं में भागीदारी।
न्यूक्लियोटाइड्स की बात करें तो, उनकी संरचना और संरचना जैसे महत्वपूर्ण मुद्दे पर कोई ध्यान नहीं दे सकता है।
प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड का बना होता है:
चीनी अवशेष;
. नाइट्रोजन बेस;
. एक फॉस्फेट समूह या एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष।
हम कह सकते हैं कि न्यूक्लियोटाइड एक जटिल कार्बनिक यौगिक है। न्यूक्लियोटाइड संरचना में नाइट्रोजनस आधारों की प्रजातियों की संरचना और पेंटोस के प्रकार के आधार पर, न्यूक्लिक एसिड को विभाजित किया जाता है:
डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड, या डीएनए;
. राइबोन्यूक्लिक एसिड, या आरएनए।
न्यूक्लिक एसिड की संरचना
न्यूक्लिक एसिड में, चीनी को पेंटोस द्वारा दर्शाया जाता है। यह पांच कार्बन वाली शर्करा होती है, डीएनए में इसे डीऑक्सीराइबोज, आरएनए में इसे राइबोज कहते हैं। प्रत्येक पेन्टोज़ अणु में पाँच कार्बन परमाणु होते हैं, जिनमें से चार, ऑक्सीजन परमाणु के साथ मिलकर पाँच-सदस्यीय वलय बनाते हैं, और पाँचवाँ HO-CH2 समूह में शामिल होता है।
एक पेंटोस अणु में प्रत्येक कार्बन परमाणु की स्थिति एक अरबी अंक द्वारा एक प्रमुख (1C´, 2C´, 3C´, 4C´, 5C´) के साथ इंगित की जाती है। चूंकि न्यूक्लिक एसिड अणु से पढ़ने की सभी प्रक्रियाओं की एक सख्त दिशा होती है, इसलिए कार्बन परमाणुओं की संख्या और रिंग में उनकी व्यवस्था सही दिशा के संकेतक के रूप में काम करती है।
हाइड्रॉक्सिल समूह पर, एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष तीसरे और पांचवें कार्बन परमाणुओं (3С´ और 5С´) से जुड़ा होता है। यह एसिड के एक समूह के लिए डीएनए और आरएनए की रासायनिक संबद्धता को निर्धारित करता है।
चीनी के अणु में पहले कार्बन परमाणु (1C´) से एक नाइट्रोजनयुक्त क्षार जुड़ा होता है।
नाइट्रोजनस आधारों की प्रजाति संरचना
नाइट्रोजनस बेस के अनुसार डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स को चार प्रकारों द्वारा दर्शाया जाता है:
एडेनिन (ए);
. गुआनिन (जी);
. साइटोसिन (सी);
. थाइमिन (टी)।
पहले दो प्यूरीन के वर्ग से संबंधित हैं, अंतिम दो पाइरीमिडीन हैं। आणविक भार के संदर्भ में, प्यूरिन हमेशा पाइरीमिडीन से भारी होते हैं।
आरएनए न्यूक्लियोटाइड्स नाइट्रोजनस बेस द्वारा दर्शाए जाते हैं:
एडेनिन (ए);
. गुआनिन (जी);
. साइटोसिन (सी);
. यूरेसिल (यू)।
यूरैसिल, थाइमिन की तरह, एक पाइरीमिडीन बेस है।
वैज्ञानिक साहित्य में, अक्सर नाइट्रोजनस आधारों का एक और पदनाम पाया जा सकता है - लैटिन अक्षरों (ए, टी, सी, जी, यू) में।
आइए हम प्यूरीन और पाइरीमिडीन की रासायनिक संरचना पर अधिक विस्तार से ध्यान दें।
पाइरीमिडाइन, अर्थात् साइटोसिन, थाइमिन और यूरैसिल, उनकी संरचना में दो नाइट्रोजन परमाणुओं और चार कार्बन परमाणुओं द्वारा दर्शाए जाते हैं, जो छह-सदस्यीय वलय बनाते हैं। प्रत्येक परमाणु की अपनी संख्या 1 से 6 तक होती है।
प्यूरीन (एडेनिन और ग्वानिन) पाइरीमिडीन और इमिडाज़ोल या दो हेटरोसायकल से बने होते हैं। प्यूरीन बेस अणु को चार नाइट्रोजन परमाणुओं और पांच कार्बन परमाणुओं द्वारा दर्शाया जाता है। प्रत्येक परमाणु की संख्या 1 से 9 तक होती है।
एक नाइट्रोजनस बेस और एक पेन्टोज अवशेष के संयोजन के परिणामस्वरूप, एक न्यूक्लियोसाइड बनता है। एक न्यूक्लियोटाइड एक न्यूक्लियोसाइड और एक फॉस्फेट समूह का एक यौगिक है।
फॉस्फोडिएस्टर बंधों का निर्माण
इस प्रश्न को समझना महत्वपूर्ण है कि कैसे न्यूक्लियोटाइड एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला से जुड़े होते हैं और एक न्यूक्लिक एसिड अणु बनाते हैं। यह तथाकथित फॉस्फोडाइस्टर बांड के कारण होता है।
दो न्यूक्लियोटाइड की परस्पर क्रिया एक डाइन्यूक्लियोटाइड देती है। एक नए यौगिक का निर्माण संघनन द्वारा होता है, जब एक मोनोमर के फॉस्फेट अवशेष और दूसरे के पेंटोस के हाइड्रॉक्सी समूह के बीच एक फॉस्फोडाइस्टर बंधन होता है।
एक पोलीन्यूक्लियोटाइड का संश्लेषण इस प्रतिक्रिया (कई मिलियन बार) की बार-बार पुनरावृत्ति है। पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला शर्करा के तीसरे और पांचवें कार्बन (3C 'और 5C') के बीच फॉस्फोडाइस्टर बांड के गठन के माध्यम से बनाई गई है।
पॉलीन्यूक्लियोटाइड असेंबली एक जटिल प्रक्रिया है जो एंजाइम डीएनए पोलीमरेज़ की भागीदारी के साथ होती है, जो एक मुक्त हाइड्रॉक्सिल समूह के साथ केवल एक छोर (3´) से श्रृंखला की वृद्धि सुनिश्चित करती है।
डीएनए अणु संरचना
एक डीएनए अणु, प्रोटीन की तरह, एक प्राथमिक, द्वितीयक या तृतीयक संरचना हो सकती है।
डीएनए श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड का क्रम हाइड्रोजन बांड के कारण इसके प्राथमिक गठन को निर्धारित करता है, जो पूरकता के सिद्धांत पर आधारित हैं। दूसरे शब्दों में, डबल के संश्लेषण के दौरान, एक निश्चित पैटर्न संचालित होता है: एक श्रृंखला का एडेनिन दूसरे के थाइमिन से मेल खाता है, ग्वानिन से साइटोसिन और इसके विपरीत। एडेनिन और थाइमिन या ग्वानिन और साइटोसिन के जोड़े पहले में दो और आखिरी मामले में तीन हाइड्रोजन बांड के कारण बनते हैं। न्यूक्लियोटाइड्स का ऐसा कनेक्शन जंजीरों के बीच एक मजबूत बंधन और उनके बीच समान दूरी प्रदान करता है।
डीएनए के एक स्ट्रैंड के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को जानकर, पूरकता या जोड़ के सिद्धांत से, आप दूसरे को पूरा कर सकते हैं।
डीएनए की तृतीयक संरचना जटिल त्रि-आयामी बंधों द्वारा बनाई गई है, जो इसके अणु को अधिक कॉम्पैक्ट बनाती है और एक छोटे सेल वॉल्यूम में फिट होने में सक्षम होती है। इसलिए, उदाहरण के लिए, ई. कोलाई डीएनए की लंबाई 1 मिमी से अधिक है, जबकि कोशिका की लंबाई 5 माइक्रोन से कम है।
डीएनए में न्यूक्लियोटाइड्स की संख्या, अर्थात् उनका मात्रात्मक अनुपात, चेरगफ नियम का पालन करता है (प्यूरिन बेस की संख्या हमेशा पाइरीमिडीन बेस की संख्या के बराबर होती है)। न्यूक्लियोटाइड के बीच की दूरी 0.34 एनएम के बराबर एक स्थिर मान है, जैसा कि उनका आणविक भार है।
आरएनए अणु की संरचना
आरएनए को पेंटोस (इस मामले में, राइबोज) और फॉस्फेट अवशेषों के बीच गठित एक एकल पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला द्वारा दर्शाया जाता है। यह लंबाई में डीएनए से काफी छोटा होता है। द्वारा प्रजातियों की संरचनान्यूक्लियोटाइड में नाइट्रोजनस बेस में भी अंतर होता है। आरएनए में, थाइमिन के पाइरीमिडीन बेस के बजाय यूरैसिल का उपयोग किया जाता है। शरीर में किए गए कार्यों के आधार पर, आरएनए तीन प्रकार के हो सकते हैं।
राइबोसोमल (rRNA) - इसमें आमतौर पर 3000 से 5000 न्यूक्लियोटाइड होते हैं। एक आवश्यक संरचनात्मक घटक के रूप में, यह गठन में भाग लेता है सक्रिय केंद्रराइबोसोम, कोशिका में सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में से एक की साइट - प्रोटीन जैवसंश्लेषण।
. परिवहन (tRNA) - इसमें औसतन 75 - 95 न्यूक्लियोटाइड होते हैं, जो राइबोसोम में पॉलीपेप्टाइड संश्लेषण की साइट पर वांछित अमीनो एसिड के हस्तांतरण को अंजाम देते हैं। प्रत्येक प्रकार के टीआरएनए (कम से कम 40) में मोनोमर्स या न्यूक्लियोटाइड का अपना अनूठा अनुक्रम होता है।
. सूचना (एमआरएनए) - न्यूक्लियोटाइड संरचना बहुत विविध है। आनुवंशिक जानकारी को डीएनए से राइबोसोम में स्थानांतरित करता है, प्रोटीन अणु के संश्लेषण के लिए एक मैट्रिक्स के रूप में कार्य करता है।
शरीर में न्यूक्लियोटाइड की भूमिका
कोशिका में न्यूक्लियोटाइड कई महत्वपूर्ण कार्य करते हैं:
उनका उपयोग न्यूक्लिक एसिड (प्यूरिन और पाइरीमिडीन श्रृंखला के न्यूक्लियोटाइड) के लिए संरचनात्मक ब्लॉक के रूप में किया जाता है;
. कोशिका में कई चयापचय प्रक्रियाओं में भाग लें;
. एटीपी का हिस्सा हैं - कोशिकाओं में ऊर्जा का मुख्य स्रोत;
. कोशिकाओं (NAD+, NADP+, FAD, FMN) में समकक्षों को कम करने के वाहक के रूप में कार्य करें;
. बायोरेगुलेटर का कार्य करना;
. बाह्य नियमित संश्लेषण (उदाहरण के लिए, सीएमपी या सीजीएमपी) के दूसरे संदेशवाहक के रूप में माना जा सकता है।
एक न्यूक्लियोटाइड एक मोनोमेरिक इकाई है जो अधिक जटिल यौगिक बनाती है - न्यूक्लिक एसिड, जिसके बिना आनुवंशिक जानकारी का हस्तांतरण, इसका भंडारण और प्रजनन असंभव है। मुक्त न्यूक्लियोटाइड्स सिग्नलिंग और ऊर्जा प्रक्रियाओं में शामिल मुख्य घटक हैं जो कोशिकाओं और पूरे शरीर के सामान्य कामकाज का समर्थन करते हैं।
कार्बोहाइड्रेटकार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन युक्त कार्बनिक यौगिक हैं। कार्बोहाइड्रेट मोनो-, डी- और पॉलीसेकेराइड में विभाजित हैं।
मोनोसेकेराइड - साधारण शर्करा, जिसमें 3 या अधिक सी परमाणु होते हैं। मोनोसेकेराइड: ग्लूकोज, राइबोज और डीऑक्सीराइबोज। हाइड्रोलाइजेबल नहीं, क्रिस्टलाइज कर सकते हैं, पानी में घुलनशील, मीठा स्वाद है
पॉलीसेकेराइड मोनोसेकेराइड के पोलीमराइजेशन के परिणामस्वरूप बनते हैं। इसी समय, वे क्रिस्टलीकृत, मीठे स्वाद की क्षमता खो देते हैं। एक उदाहरण स्टार्च, ग्लाइकोजन, सेल्युलोज है।
1. ऊर्जा कोशिका में ऊर्जा का मुख्य स्रोत है (1 ग्राम = 17.6 kJ)
2. संरचनात्मक - पादप कोशिकाओं (सेल्युलोज) और जंतु कोशिकाओं की झिल्लियों का हिस्सा हैं
3. अन्य यौगिकों के संश्लेषण के लिए स्रोत
4. भंडारण (ग्लाइकोजन - पशु कोशिकाओं में, स्टार्च - पौधों की कोशिकाओं में)
5. कनेक्टिंग
लिपिड- ग्लिसरॉल और फैटी एसिड के जटिल यौगिक। पानी में अघुलनशील, केवल कार्बनिक सॉल्वैंट्स में। सरल और जटिल लिपिड के बीच भेद।
लिपिड कार्य:
1. संरचनात्मक - सभी कोशिका झिल्लियों का आधार
2. ऊर्जा (1 ग्राम = 37.6 kJ)
3. भंडारण
4. थर्मल इन्सुलेशन
5. इंट्रासेल्युलर पानी का स्रोत
एटीपी -पौधों, जानवरों और सूक्ष्मजीवों की कोशिकाओं में एक एकल सार्वभौमिक ऊर्जा-गहन पदार्थ। एटीपी की मदद से, सेल में ऊर्जा का भंडारण और परिवहन होता है। एटीपी नाइट्रोजनस बेस एडीन, कार्बोहाइड्रेट राइबोज और तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों से बना होता है। फॉस्फेट समूह मैक्रोर्जिक बॉन्ड की मदद से आपस में जुड़े होते हैं। एटीपी का कार्य ऊर्जा का हस्तांतरण है।
गिलहरीसभी जीवित जीवों में प्रमुख पदार्थ हैं। प्रोटीन एक बहुलक है जिसका मोनोमर है अमीनो एसिड (20)।अमीनो एसिड एक प्रोटीन अणु में एक अमीनो एसिड के अमीनो समूह और दूसरे के कार्बोक्सिल समूह के बीच बने पेप्टाइड बॉन्ड का उपयोग करके जुड़े होते हैं। प्रत्येक कोशिका में प्रोटीन का एक अनूठा सेट होता है।
प्रोटीन अणु के संगठन के कई स्तर हैं। मुख्यसंरचना - एक पेप्टाइड बंधन से जुड़े अमीनो एसिड का एक क्रम। यह संरचना प्रोटीन की विशिष्टता को निर्धारित करती है। में माध्यमिकअणु की संरचना में एक सर्पिल का रूप होता है, इसकी स्थिरता हाइड्रोजन बांड द्वारा प्रदान की जाती है। तृतीयकसंरचना हेलिक्स के त्रि-आयामी गोलाकार आकार में परिवर्तन के परिणामस्वरूप बनती है - एक गोलाकार। चारों भागों कातब होता है जब कई प्रोटीन अणु एक ही परिसर में संयोजित होते हैं। प्रोटीन की कार्यात्मक गतिविधि 2,3, या तीसरी संरचना में प्रकट होती है।
विभिन्न रसायनों (एसिड, क्षार, शराब और अन्य) और भौतिक कारकों (उच्च और निम्न टी, विकिरण), एंजाइमों के प्रभाव में प्रोटीन की संरचना बदल जाती है। यदि ये परिवर्तन प्राथमिक संरचना को संरक्षित रखते हैं, तो प्रक्रिया प्रतिवर्ती होती है और कहलाती है विकृतीकरण।प्राथमिक संरचना का विनाश कहलाता है जमावट(अपरिवर्तनीय प्रोटीन टूटने की प्रक्रिया)
प्रोटीन के कार्य
1. संरचनात्मक
2. उत्प्रेरक
3. सिकुड़ा हुआ (मांसपेशियों के तंतुओं में प्रोटीन एक्टिन और मायोसिन)
4. परिवहन (हीमोग्लोबिन)
5. नियामक (इंसुलिन)
6. संकेत
7. सुरक्षात्मक
8. ऊर्जा (1 ग्राम = 17.2 kJ)
न्यूक्लिक एसिड के प्रकार। न्यूक्लिक एसिड- जीवित जीवों के फास्फोरस युक्त बायोपॉलिमर जो वंशानुगत जानकारी का भंडारण और संचरण प्रदान करते हैं। उन्हें 1869 में स्विस बायोकेमिस्ट एफ। मिशर द्वारा ल्यूकोसाइट्स, सैल्मन स्पर्मेटोजोआ के नाभिक में खोजा गया था। इसके बाद, सभी पौधों और जानवरों की कोशिकाओं, वायरस, बैक्टीरिया और कवक में न्यूक्लिक एसिड पाए गए।
प्रकृति में न्यूक्लिक अम्ल दो प्रकार के होते हैं - डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक (डीएनए)और राइबोन्यूक्लिक (आरएनए)।नामों में अंतर इस तथ्य से समझाया गया है कि डीएनए अणु में पांच कार्बन चीनी डीऑक्सीराइबोज होता है, और आरएनए अणु में राइबोज होता है।
डीएनए मुख्य रूप से कोशिका नाभिक के गुणसूत्रों (कुल कोशिका डीएनए का 99%) के साथ-साथ माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट में स्थित होता है। आरएनए राइबोसोम का हिस्सा है; आरएनए अणु साइटोप्लाज्म, प्लास्टिड्स के मैट्रिक्स और माइटोकॉन्ड्रिया में भी पाए जाते हैं।
न्यूक्लियोटाइड- न्यूक्लिक एसिड के संरचनात्मक घटक। न्यूक्लिक एसिड बायोपॉलिमर होते हैं जिनके मोनोमर्स न्यूक्लियोटाइड होते हैं।
न्यूक्लियोटाइड- जटिल पदार्थ। प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड में एक नाइट्रोजनस बेस, एक पांच-कार्बन चीनी (राइबोज या डीऑक्सीराइबोज) और एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होता है।
पांच मुख्य नाइट्रोजनस आधार हैं: एडेनिन, ग्वानिन, यूरैसिल, थाइमिन और साइटोसिन।
डीएनए।डीएनए अणु में दो पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाएं होती हैं जो एक दूसरे के सापेक्ष मुड़ी हुई होती हैं।
डीएनए अणु के न्यूक्लियोटाइड्स की संरचना में चार प्रकार के नाइट्रोजनस बेस शामिल हैं: एडेनिन, गुआनिन, थाइमिन और साइटोसिन। एक पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में, आसन्न न्यूक्लियोटाइड सहसंयोजक बंधों से जुड़े होते हैं।
डीएनए की पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला एक सर्पिल सीढ़ी की तरह एक सर्पिल के रूप में मुड़ जाती है और एडेनिन और थाइमिन (दो बांड), साथ ही साथ ग्वानिन और साइटोसिन (तीन बांड) के बीच बने हाइड्रोजन बांड का उपयोग करके दूसरी, पूरक श्रृंखला से जुड़ी होती है। न्यूक्लियोटाइड्स ए और टी, जी और सी कहलाते हैं पूरक।
नतीजतन, किसी भी जीव में, एडेनिल न्यूक्लियोटाइड्स की संख्या थाइमिडिल की संख्या के बराबर होती है, और ग्वानिल न्यूक्लियोटाइड्स की संख्या साइटिडिल की संख्या के बराबर होती है। इस गुण के कारण, एक श्रृंखला में न्यूक्लियोटाइड का क्रम दूसरे में उनका क्रम निर्धारित करता है। न्यूक्लियोटाइड्स को चुनिंदा रूप से संयोजित करने की इस क्षमता को कहा जाता है पूरकता,और यह गुण मूल अणु के आधार पर नए डीएनए अणुओं के निर्माण का आधार है (प्रतिकृति,यानी दोहरीकरण)।
जब स्थितियां बदलती हैं, तो डीएनए, प्रोटीन की तरह, विकृतीकरण से गुजर सकता है, जिसे गलनांक कहा जाता है। सामान्य परिस्थितियों में धीरे-धीरे वापसी के साथ, डीएनए का नवीनीकरण होता है।
डीएनए का कार्य आनुवंशिक जानकारी की कई पीढ़ियों में भंडारण, संचरण और प्रजनन है। किसी भी कोशिका का डीएनए किसी दिए गए जीव के सभी प्रोटीनों के बारे में जानकारी को कूटबद्ध करता है कि किस प्रोटीन को किस क्रम में और किस मात्रा में संश्लेषित किया जाएगा। प्रोटीन में अमीनो एसिड का क्रम तथाकथित आनुवंशिक (ट्रिपलेट) कोड द्वारा डीएनए में दर्ज किया जाता है।
मुख्य संपत्ति डीएनएहै एकइसकी नकल करने की क्षमता।
प्रतिकृति -यह डीएनए अणुओं के स्व-दोहराव की प्रक्रिया है, जो एंजाइमों के नियंत्रण में होती है। प्रत्येक परमाणु विभाजन से पहले प्रतिकृति होती है। यह इस तथ्य से शुरू होता है कि डीएनए पोलीमरेज़ एंजाइम की कार्रवाई के तहत डीएनए हेलिक्स अस्थायी रूप से अवांछित है। हाइड्रोजन बांड के टूटने के बाद बनने वाली प्रत्येक श्रृंखला पर, डीएनए की एक बेटी स्ट्रैंड को पूरकता के सिद्धांत के अनुसार संश्लेषित किया जाता है। संश्लेषण के लिए सामग्री मुक्त न्यूक्लियोटाइड है जो नाभिक में होते हैं।
इस प्रकार, प्रत्येक पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला भूमिका निभाती है मैट्रिक्सएक नए पूरक स्ट्रैंड के लिए (इसलिए, डीएनए अणुओं को दोगुना करने की प्रक्रिया प्रतिक्रियाओं को संदर्भित करती है मैट्रिक्स संश्लेषण)।परिणाम दो डीएनए अणु हैं, जिनमें से प्रत्येक "एक श्रृंखला मूल अणु (आधा) से बनी हुई है, और दूसरी नई संश्लेषित है। इसके अलावा, एक नई श्रृंखला को निरंतर संश्लेषित किया जाता है, और दूसरा - पहले छोटे टुकड़ों के रूप में, जो तब एक लंबी श्रृंखला में एक विशेष एंजाइम - डीएनए लिगेज में सिल दिए जाते हैं। प्रतिकृति के परिणामस्वरूप, दो नए डीएनए अणु मूल अणु की एक सटीक प्रति हैं।
प्रतिकृति का जैविक अर्थ मातृ कोशिका से बेटी कोशिकाओं तक वंशानुगत जानकारी के सटीक हस्तांतरण में निहित है, जो दैहिक कोशिकाओं के विभाजन के दौरान होता है।
आरएनए।आरएनए अणुओं की संरचना कई मायनों में डीएनए अणुओं की संरचना के समान होती है। हालांकि, कई महत्वपूर्ण अंतर भी हैं। आरएनए अणु में, डीऑक्सीराइबोज के बजाय, न्यूक्लियोटाइड में राइबोज होता है, और थाइमिडिल न्यूक्लियोटाइड (टी) के बजाय - यूरिडिल (यू)। डीएनए से मुख्य अंतर यह है कि आरएनए अणु एक एकल स्ट्रैंड है। हालांकि, इसके न्यूक्लियोटाइड एक दूसरे के साथ हाइड्रोजन बांड बनाने में सक्षम हैं (उदाहरण के लिए, टीआरएनए, आरआरएनए अणुओं में), लेकिन इस मामले में हम पूरक न्यूक्लियोटाइड के इंट्रास्ट्रैंड कनेक्शन के बारे में बात कर रहे हैं। आरएनए श्रृंखलाएं डीएनए की तुलना में बहुत छोटी होती हैं।
कोशिका में कई प्रकार के आरएनए होते हैं, जो अणुओं के आकार, संरचना, कोशिका में स्थान और कार्यों में भिन्न होते हैं:
1. सूचना (मैट्रिक्स) आरएनए (एमआरएनए) - डीएनए से आनुवंशिक जानकारी को राइबोसोम में स्थानांतरित करता है
2. राइबोसोमल आरएनए (आरआरएनए) - राइबोसोम का हिस्सा है
3. स्थानांतरण आरएनए (टीआरएनए) - प्रोटीन संश्लेषण के दौरान अमीनो एसिड को राइबोसोम में स्थानांतरित करता है
जीवित जीवों की कोशिकाओं में सबसे महत्वपूर्ण पदार्थ एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट या एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट है। यदि हम इस नाम का संक्षिप्त नाम दर्ज करते हैं, तो हमें एटीपी (इंग्लैंड। एटीपी) मिलता है। यह पदार्थ न्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट के समूह से संबंधित है और जीवित कोशिकाओं में चयापचय प्रक्रियाओं में एक प्रमुख भूमिका निभाता है, जो उनके लिए ऊर्जा का एक अनिवार्य स्रोत है।
संपर्क में
एटीपी के खोजकर्ता हार्वर्ड स्कूल ऑफ ट्रॉपिकल मेडिसिन के बायोकेमिस्ट थे - येलप्रगदा सुब्बाराव, कार्ल लोमन और साइरस फिस्के। खोज 1929 में हुई और जीवित प्रणालियों के जीव विज्ञान में एक प्रमुख मील का पत्थर बन गई। बाद में, 1941 में, जर्मन बायोकेमिस्ट फ्रिट्ज लिपमैन ने पाया कि कोशिकाओं में एटीपी मुख्य ऊर्जा वाहक है।
एटीपी . की संरचना
इस अणु का एक व्यवस्थित नाम है, जो इस प्रकार लिखा गया है: 9-β-D-ribofuranosyladenine-5'-triphosphate, या 9-β-D-ribofuranosyl-6-amino-purine-5'-triphosphate। एटीपी में कौन से यौगिक होते हैं? रासायनिक दृष्टि से यह एडीनोसिन का ट्राइफॉस्फेट एस्टर है - एडेनिन और राइबोज का व्युत्पन्न. यह पदार्थ एडेनिन के कनेक्शन से बनता है, जो एक प्यूरीन नाइट्रोजनस बेस है, जिसमें β-N-ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड का उपयोग करके राइबोज का 1'-कार्बन होता है। फॉस्फोरिक एसिड के α-, β-, और γ-अणु क्रमिक रूप से राइबोज के 5'-कार्बन से जुड़े होते हैं।
इस प्रकार, एटीपी अणु में एडेनिन, राइबोज और तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष जैसे यौगिक होते हैं। एटीपी एक विशेष यौगिक है जिसमें बांड होते हैं जो बड़ी मात्रा में ऊर्जा छोड़ते हैं। ऐसे बंधनों और पदार्थों को मैक्रोर्जिक कहा जाता है। एटीपी अणु के इन बंधों के हाइड्रोलिसिस के दौरान, 40 से 60 kJ / mol तक ऊर्जा की मात्रा जारी की जाती है, जबकि यह प्रोसेसएक या दो फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों के उन्मूलन के साथ।
इन रासायनिक अभिक्रियाओं को इस प्रकार लिखा जाता है:
- एक)। एटीपी + पानी → एडीपी + फॉस्फोरिक एसिड + ऊर्जा;
- 2))। एडीपी + पानी → एएमपी + फॉस्फोरिक एसिड + ऊर्जा।
इन प्रतिक्रियाओं के दौरान जारी ऊर्जा का उपयोग आगे की जैव रासायनिक प्रक्रियाओं में किया जाता है जिसके लिए कुछ ऊर्जा इनपुट की आवश्यकता होती है।
एक जीवित जीव में एटीपी की भूमिका। इसके कार्य
एटीपी का कार्य क्या है?सबसे पहले, ऊर्जा। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट की मुख्य भूमिका एक जीवित जीव में जैव रासायनिक प्रक्रियाओं की ऊर्जा आपूर्ति है। यह भूमिका इस तथ्य के कारण है कि, दो उच्च-ऊर्जा बांडों की उपस्थिति के कारण, एटीपी कई शारीरिक और जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा स्रोत के रूप में कार्य करता है जिसके लिए बड़ी ऊर्जा लागत की आवश्यकता होती है। ऐसी प्रक्रियाएं शरीर में जटिल पदार्थों के संश्लेषण की सभी प्रतिक्रियाएं हैं। यह, सबसे पहले, कोशिका झिल्ली के माध्यम से अणुओं का सक्रिय स्थानांतरण है, जिसमें एक इंटरमेम्ब्रेन विद्युत क्षमता के निर्माण में भागीदारी और मांसपेशियों के संकुचन का कार्यान्वयन शामिल है।
उपरोक्त के अलावा, हम कुछ और सूचीबद्ध करते हैं, एटीपी के कम महत्वपूर्ण कार्य नहीं, जैसे कि:
शरीर में एटीपी कैसे बनता है?
एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड का संश्लेषण जारी हैक्योंकि सामान्य जीवन के लिए शरीर को हमेशा ऊर्जा की आवश्यकता होती है। किसी भी समय, इस पदार्थ की बहुत कम मात्रा होती है - लगभग 250 ग्राम, जो "बरसात के दिन" के लिए "आपातकालीन आरक्षित" हैं। बीमारी के दौरान, इस एसिड का एक गहन संश्लेषण होता है, क्योंकि प्रतिरक्षा और उत्सर्जन प्रणाली के कामकाज के साथ-साथ शरीर के थर्मोरेग्यूलेशन सिस्टम के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जो कि आवश्यक है प्रभावी लड़ाईबीमारी की शुरुआत के साथ।
किस कोशिका में सबसे अधिक एटीपी होता है? ये मांसपेशियों और तंत्रिका ऊतकों की कोशिकाएं हैं, क्योंकि इनमें ऊर्जा विनिमय प्रक्रियाएं सबसे अधिक गहन होती हैं। और यह स्पष्ट है, क्योंकि मांसपेशियां आंदोलन में शामिल होती हैं, जिसके लिए मांसपेशी फाइबर के संकुचन की आवश्यकता होती है, और न्यूरॉन्स विद्युत आवेगों को प्रसारित करते हैं, जिसके बिना सभी शरीर प्रणालियों का काम असंभव है। इसलिए, कोशिका के लिए एडेनोसाइन ट्राइफॉस्फेट के निरंतर और उच्च स्तर को बनाए रखना बहुत महत्वपूर्ण है।
शरीर में एडीनोसिन ट्राइफॉस्फेट अणु कैसे बन सकते हैं? वे तथाकथित . द्वारा बनते हैं एडीपी (एडेनोसिन डिपोस्फेट) का फास्फारिलीकरण. यह रासायनिक प्रतिक्रिया इस तरह दिखती है:
एडीपी + फॉस्फोरिक एसिड + ऊर्जा → एटीपी + पानी।
एडीपी का फास्फोराइलेशन एंजाइम और प्रकाश जैसे उत्प्रेरकों की भागीदारी के साथ होता है, और तीन तरीकों में से एक में किया जाता है:
ऑक्सीडेटिव और सब्सट्रेट फॉस्फोराइलेशन दोनों ऐसे संश्लेषण के दौरान ऑक्सीकृत पदार्थों की ऊर्जा का उपयोग करते हैं।
उत्पादन
एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिडशरीर में सबसे अधिक बार अद्यतन होने वाला पदार्थ है। एडेनोसाइन ट्राइफॉस्फेट अणु औसतन कितने समय तक जीवित रहता है? मानव शरीर में, उदाहरण के लिए, इसका जीवन काल एक मिनट से भी कम होता है, इसलिए ऐसे पदार्थ का एक अणु पैदा होता है और दिन में 3000 बार तक क्षय होता है। आश्चर्यजनक रूप से, दिन के दौरान मानव शरीर लगभग 40 किलो इस पदार्थ का संश्लेषण करता है! हमारे लिए इस "आंतरिक ऊर्जा" की इतनी बड़ी आवश्यकता है!
एक जीवित प्राणी के शरीर में चयापचय प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा ईंधन के रूप में एटीपी के संश्लेषण और आगे के उपयोग का पूरा चक्र इस जीव में ऊर्जा चयापचय का सार है। इस प्रकार, एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट एक प्रकार की "बैटरी" है जो एक जीवित जीव की सभी कोशिकाओं के सामान्य कामकाज को सुनिश्चित करता है।
