परिचय
जैव अणु सभी जीवित जीवों में उपस्थित रासायनिक यौगिक होते हैं, जो मुख्य रूप से कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, सल्फर और फास्फोरस से बने होते हैं। ये अणु जीवन के आवश्यक निर्माण खंड हैं, जो जीवित जीवों के भीतर महत्वपूर्ण कार्य करते हैं। हालांकि कोशिका में कई प्रकार के अणु होते हैं, लेकिन केवल कुछ मूलभूत वर्ग के जैव अणु होते हैं।
लिपिड
लिपिड में विभिन्न अणु शामिल होते हैं, जैसे तटस्थ वसा, तेल, स्टेरॉयड और मोम, जो सभी हाइड्रोफोबिक प्रकृति के होते हैं। वसा और तेल आमतौर पर दो या तीन फैटी एसिड के साथ ग्लिसरॉल के पॉलिमराइजेशन के माध्यम से बनते हैं। हालांकि, अन्य लिपिड, जैसे स्टेरॉयड, पॉलिमर नहीं बनाते हैं। डाइज्लिसराइड्स और ट्राइग्लिसराइड्स छोटे अणुओं से निर्जलीकरण संश्लेषण के माध्यम से उत्पन्न होते हैं, जिससे वे सामान्य पॉलिमराइजेशन से भिन्न होते हैं। लिपिड कई महत्वपूर्ण कार्य करते हैं:
- कोशिकाओं और उनके कंपार्टमेंट्स को घेरे रखने वाले झिल्ली बनाना।
- सूखने से सुरक्षा प्रदान करना।
- केंद्रीकृत ऊर्जा को संग्रहित करना।
- ठंड से इन्सुलेशन प्रदान करना।
- झटकों को अवशोषित करना।
- हार्मोन क्रियाओं के माध्यम से कोशिका गतिविधियों का नियमन करना।
स्टेरॉयड
- स्टेरॉयड हार्मोन के रूप में कार्य करते हैं, जैसे एस्ट्रोजन और टेस्टोस्टेरोन, और संरचनात्मक सामग्री के रूप में, जैसे कोलेस्ट्रॉल, जो पशु कोशिका झिल्ली के लिए अनिवार्य है।
- असंतृप्त वसा, जो वर्तमान में विपणन के कारण लोकप्रिय हैं, कमरे/शरीर के तापमान पर तरल होते हैं और स्वास्थ्य के लिए फायदेमंद होते हैं।
- ट्रांस वसा, कृत्रिम रूप से उत्पन्न असंतृप्त वसा, इन प्राकृतिक वसाओं के विपरीत होते हैं।
कार्बोहाइड्रेट
कार्बोहाइड्रेट्स, कार्बन के हाइड्रेट्स, आमतौर पर सूत्र (CH2O)n के साथ होते हैं, जहाँ n एक पूर्णांक होता है जैसे 5 (C5H10O5) या 6 (C6H12O6)। हालांकि यह सूत्र दिखाता है कि कार्बन परमाणु पानी से जुड़े होते हैं, वास्तविक अणु अधिक जटिल होते हैं। कार्बोहाइड्रेट्स मोनोमर और पॉलीमर दोनों के रूप में मौजूद होते हैं, जिनमें छोटे कार्बोहाइड्रेट्स को चीनी कहा जाता है, जिसमें मोनोसैकराइड्स और डिसैकराइड्स शामिल हैं, और बड़े कार्बोहाइड्रेट्स को पॉलीसैकराइड्स कहा जाता है। कार्बोहाइड्रेट्स कई कार्यों को पूरा करते हैं:
- कई पॉलीमर बनाने के लिए पूर्ववर्ती के रूप में कार्य करना।
- अल्पकालिक ऊर्जा संग्रहित करना।
- संरचनात्मक निर्माण सामग्री प्रदान करना।
- कोशिका संकेत भेजने और पहचानने के लिए आणविक टैग के रूप में कार्य करना।
प्रोटीन
प्रोटीन विशिष्ट एमिनो एसिड के पॉलीमर होते हैं, जो कि कोशीय बायोमोलेक्यूल्स के कुल वजन का लगभग आधा भाग बनाते हैं, जिसमें पानी को शामिल नहीं किया गया है। प्रोटीन की कमी गंभीर विकारों का कारण बन सकती है जैसे प्रोटीन ऊर्जा कुपोषण (PEM), जैसे कुवाशियोरकोर और मराज़्मस। प्रोटीन के विविध कार्यात्मक भूमिकाएँ होती हैं, जिसमें शामिल हैं:
- रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइम के रूप में कार्य करना, उन्हें तेजी से गति प्रदान करना।
- संरचनात्मक सामग्री के रूप में कार्य करना, जैसे कि बाल और नाखूनों में केराटिन और संयोजी ऊतकों में कोलेजन।
- विशेष रूप से विदेशी पदार्थों से बंधना, जैसे एंटीबॉडी करते हैं।
- विशिष्ट वाहक के रूप में कार्य करना, जैसे कि झिल्ली परिवहन प्रोटीन और रक्त प्रोटीन जैसे हीमोग्लोबिन।
- एक्टिन और मायोसिन फाइबर के माध्यम से मांसपेशियों के संकुचन में सहायता करना।
- इंसुलिन जैसे हार्मोनों के माध्यम से रक्त में शर्करा के स्तर को नियंत्रित करना।
न्यूक्लिक एसिड्स
न्यूक्लिक एसिड्स न्यूक्लियोटाइड्स के पॉलीमर होते हैं, प्रत्येक में एक नाइट्रोजनयुक्त बेस, एक 5-कार्बन पेंटोज़ चीनी और एक या अधिक फॉस्फेट समूह होते हैं। न्यूक्लिक एसिड के दो मुख्य प्रकार होते हैं:
डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (DNA): यह एक सेलुलर डेटाबेस के रूप में कार्य करता है, जो सभी प्रोटीन के बारे में विशाल जानकारी संग्रहीत करता है। DNA के पांच प्रकार होते हैं: A-प्रकार, B-प्रकार (मनुष्यों में पाया जाने वाला प्रमुख प्रकार), C-प्रकार, D-प्रकार, और Z-प्रकार (सबसे हालिया, जिसमें ज़िग-ज़ैग हेलिक्स होता है)।
राइबोन्यूक्लिक एसिड (RNA): यह विभिन्न रूपों में मौजूद होता है, जो DNA की जानकारी को प्रोटीन में परिवर्तित करता है। कुछ वायरस में, RNA प्राथमिक आनुवंशिक सामग्री होती है। कुछ RNA, जिन्हें राइबोजाइम्स कहा जाता है, में प्रोटीन एंजाइम्स के समान उत्प्रेरक क्षमताएँ होती हैं। RNA को संरचना के आधार पर तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: t-RNA (ट्रांसफर RNA), r-RNA (राइबोसोमल RNA), और m-RNA (मैसेंजर RNA)।
एंजाइम
- एंजाइम जैविक उत्प्रेरक होते हैं, जिनकी मानव कोशिकाओं में लगभग 40,000 विभिन्न प्रकार होते हैं, प्रत्येक एक विशिष्ट रासायनिक प्रतिक्रिया को नियंत्रित करता है।
- वे प्रतिक्रिया की दर को 10-12 गुना बढ़ा देते हैं, जिससे सामान्य तापमान पर प्रतिक्रियाएँ संभव होती हैं।
- एंजाइमों की खोज 1900 में बुकनर द्वारा किण्वन कर रहे खमीर में की गई थी, और इनका नाम "खमीर में" से लिया गया है।
- एंजाइम श्वसन, प्रकाश संश्लेषण, और पाचन जैसी जैविक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं, और वे प्रमोटर्स, मेम्ब्रेन पंप, और रिसेप्टर्स के रूप में भी कार्य करते हैं।
- अंतर्राष्ट्रीय एंजाइम आयोग (IEC) प्रणाली एंजाइमों को उत्प्रेरित प्रतिक्रिया के प्रकार के आधार पर छह प्रमुख समूहों में वर्गीकृत करती है।
- एंजाइम, जो मुख्य रूप से प्रोटीन होते हैं, का कार्य उनके जटिल संरचना द्वारा निर्धारित होता है, जिसमें प्रतिक्रियाएँ एक छोटे भाग में होती हैं जिसे सक्रिय स्थल कहा जाता है।
- पूर्ण सक्रिय एंजाइम, अपने सह-कारक के साथ, होलोएंजाइम होता है, जबकि केवल प्रोटीन भाग एपोज़ाइम कहलाता है।
- सावांते अर्रेनियस द्वारा 1888 में प्रस्तावित उत्प्रेरक क्रिया सिद्धांत के अनुसार, प्रतिक्रिया के दौरान एक एंजाइम-आधार संयोजन बनता है।
- यह प्रतिक्रिया निम्नलिखित रूप में प्रदर्शित की जा सकती है:
एंजाइम प्रतिक्रिया दर को प्रभावित करने वाले कारक
- तापमान: एंजाइम 35-40°C के बीच सबसे अच्छे तरीके से काम करते हैं, और तापमान बढ़ने पर प्रतिक्रिया की दर एक निश्चित सीमा तक बढ़ती है।
- pH: एंजाइमों के लिए उचित कार्य करने के लिए सर्वश्रेष्ठ pH सीमा 7-8 है, जिसमें इस सीमा के भीतर प्रतिक्रिया की दर बढ़ती है।
- एंजाइम सांद्रता: एंजाइम की सांद्रता के साथ प्रतिक्रिया की दर रैखिक रूप से बढ़ती है जब तक कि यह स्थिर नहीं हो जाती।
- सबस्ट्रेट सांद्रता: प्रतिक्रिया की दर सब्स्ट्रेट की सांद्रता के साथ बढ़ती है।
निरोधक
निरोधक वे पदार्थ होते हैं जो एंजाइम की गतिविधि को कम करते हैं और प्रतिक्रिया की दर को घटाते हैं। ये स्वाभाविक रूप से होते हैं और औषधियों, कीटनाशकों, और अनुसंधान उपकरणों के रूप में कृत्रिम रूप से भी उपयोग किए जाते हैं।
मानव जीनोम परियोजना-लिखें
- मानव जीनोम परियोजना-लिखें, जो 2 जून 2016 को घोषित की गई थी, मानव जीनोम परियोजना का एक दस वर्षीय विस्तार है, जिसका उद्देश्य मानव जीनोम का संश्लेषण करना है।
- मानव जीनोम तीन अरब DNA न्यूक्लियोटाइड्स से बना होता है, जिसका वर्णन मानव जीनोम परियोजना-पढ़ें कार्यक्रम में 2003 में किया गया था।
- शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि मानव जीनोम के बड़े भागों का संश्लेषण महत्वपूर्ण वैज्ञानिक और चिकित्सीय प्रगति की ओर ले जाएगा।