नाइट्रोजन के आधार: वर्गीकरण और कार्य - जीवविज्ञान - 2025

नाइट्रोजन अड्डों कार्बनिक यौगिकों heterocyclically नाइट्रोजन में अमीर हैं। वे न्यूक्लिक एसिड और जैविक ब्याज के अन्य अणुओं, जैसे न्यूक्लियोसाइड, डाइन्यूक्लियोटाइड्स और इंट्रासेल्युलर दूतों के निर्माण ब्लॉकों का हिस्सा हैं। दूसरे शब्दों में, नाइट्रोजनस आधार इकाइयों का एक हिस्सा है जो न्यूक्लिक एसिड (आरएनए और डीएनए) और अन्य अणुओं का उल्लेख करते हैं।

नाइट्रोजनस बेस के दो मुख्य समूह हैं: प्यूरीन या प्यूरीन बेस और पाइरीमिडीन या पाइरीमिडीन बेस। एडेनिन और गुआनिन पहले समूह से संबंधित हैं, जबकि थाइमिन, साइटोसिन और यूरैसिल पाइरीमिडीन आधार हैं। इन आधारों को आम तौर पर उनके पहले अक्षर: ए, जी, टी, सी और यू द्वारा निरूपित किया जाता है।

डीएनए और आरएनए में विभिन्न नाइट्रोजनस आधार।

स्रोत: उपयोगकर्ता: Sponktranslation: उपयोगकर्ता: Jcfidy

डीएनए के निर्माण खंड ए, जी, टी और सी हैं। आधारों के इस आदेश में एक जीवित जीव के निर्माण और विकास के लिए आवश्यक सभी जानकारी एन्कोडेड है। आरएनए में, घटक समान होते हैं, केवल टी को यू द्वारा बदल दिया जाता है।

संरचना और वर्गीकरण

नाइट्रोजन के आधार समतल अणु होते हैं, सुगंधित और हेट्रोसाइक्लिक प्रकार के, जो आमतौर पर प्यूरीन या पाइरिमाइन से प्राप्त होते हैं।

पाइरीमिडीन रिंग

पिरिमिडीन की रासायनिक संरचना।

पाइरीमिडीन वलय छह सदस्यीय हेटरोसाइक्लिक सुगंधित वलय हैं जिसमें दो नाइट्रोजन परमाणु हैं। परमाणुओं को एक दक्षिणावर्त दिशा में गिना जाता है।

प्यूरीन रिंग

प्यूरीन की रासायनिक संरचना।

प्यूरिन रिंग में दो-रिंग सिस्टम होते हैं: एक संरचनात्मक रूप से पिरिमिडीन रिंग के समान होता है और दूसरा इमिडाज़ोल रिंग के समान होता है। इन नौ परमाणुओं को एक सिंगल रिंग में फ्यूज किया जाता है।

पाइरीमिडीन वलय एक सपाट प्रणाली है, जबकि प्यूरीन इस पैटर्न से कुछ हद तक विचलित होता है। इमिडाज़ोल रिंग और पाइरीमिडीन रिंग के बीच हल्की क्रीज़ या रिंकल बताई गई है।

नाइट्रोजनस बेस के गुण

Aromaticity

कार्बनिक रसायन विज्ञान में, एक सुगंधित अंगूठी को एक अणु के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसके दोहरे बांडों के इलेक्ट्रॉनों का चक्रीय संरचना के भीतर मुक्त संचलन होता है। अंगूठी के भीतर इलेक्ट्रॉनों की गतिशीलता अणु को स्थिरता देती है-अगर हम इसकी तुलना एक ही अणु से करते हैं-, लेकिन दोहरे बंधन में तय इलेक्ट्रॉनों के साथ।

इस रिंग सिस्टम की सुगंधित प्रकृति उन्हें कीटो-एनोल टॉटोमेरिज्म नामक एक घटना का अनुभव करने की क्षमता देती है।

अर्थात्, प्योराइन और पाइरिमिडाइन टॉटोमेरिक जोड़े में मौजूद हैं। केटो टाउटोमर्स बेस यूरेशिल, थाइमिन और गुआनिन के लिए न्यूट्रल पीएच में प्रमुख हैं। इसके विपरीत, तटस्थ पीएच में एनोसोल साइटोसिन के लिए प्रमुख है। यह पहलू आधारों के बीच हाइड्रोजन बांड के गठन के लिए आवश्यक है।

यूवी प्रकाश अवशोषण

प्यूरिन और पाइरिमिडाइन की एक और संपत्ति पराबैंगनी प्रकाश (यूवी प्रकाश) को दृढ़ता से अवशोषित करने की उनकी क्षमता है। यह अवशोषण पैटर्न इसके विषमकोणीय वलयों की सुगन्ध का प्रत्यक्ष परिणाम है।

अवशोषण स्पेक्ट्रम में अधिकतम करीब 260 एनएम है। शोधकर्ता इस मानक का उपयोग अपने नमूनों में डीएनए की मात्रा निर्धारित करने के लिए करते हैं।

जल में घुलनशीलता

नाइट्रोजनस आधारों के मजबूत सुगंधित चरित्र के लिए धन्यवाद, ये अणु व्यावहारिक रूप से पानी में अघुलनशील हैं।

जैविक ब्याज के नाइट्रोजन आधार

हालांकि बड़ी संख्या में नाइट्रोजनस आधार हैं, हम जीवित जीवों के सेलुलर वातावरण में केवल कुछ ही स्वाभाविक रूप से पाते हैं।

सबसे आम पाइरीमिडीन साइटोसिन, यूरैसिल और थाइमिन (5-मिथाइल्यूरैसिल) हैं। साइटोसिन और थाइमिन आमतौर पर डीएनए डबल हेलिक्स में पाए जाने वाले पाइरिमिडाइन हैं, जबकि साइटोसिन और यूरैसिल आरएनए में आम हैं। ध्यान दें कि यूरैसिल और थाइमिन के बीच एकमात्र अंतर कार्बन 5 पर एक मिथाइल समूह है।

इसी तरह, सबसे आम प्यूरीन एडेनिन (6-अमीनो प्यूरीन) और ग्वानिन (2-अमीनो-6-ऑक्सी प्यूरीन) हैं। ये यौगिक डीएनए और आरएनए अणु दोनों में प्रचुर मात्रा में हैं।

प्यूरीन के अन्य व्युत्पन्न हैं जो हम सेल में स्वाभाविक रूप से पाते हैं, उनमें से एक्सथाइन, हाइपोक्सैथिन और यूरिक एसिड। पहले दो को न्यूक्लिक एसिड में पाया जा सकता है, लेकिन बहुत ही दुर्लभ और विशिष्ट तरीके से। इसके विपरीत, यूरिक एसिड को कभी भी इन बायोमोलेक्यूल्स के संरचनात्मक घटक के रूप में नहीं पाया जाता है।

वे कैसे संभोग करते हैं?

डीएनए की संरचना शोधकर्ताओं वॉटसन और क्रिक द्वारा स्पष्ट की गई थी। उनके अध्ययन के लिए धन्यवाद, यह निष्कर्ष निकालना संभव था कि डीएनए एक डबल हेलिक्स है। यह फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड द्वारा जुड़े न्यूक्लियोटाइड्स की एक लंबी श्रृंखला से बना है, जिसमें फॉस्फेट समूह चीनी अवशेषों के हाइड्रॉक्सिल समूहों (-OH) के बीच एक पुल बनाता है।

जिस संरचना का हमने वर्णन किया है, वह एक सीढ़ी से संबंधित है। नाइट्रोजनस आधार सीढ़ियों के लिए एनालॉग हैं, जो हाइड्रोजन बॉन्ड के माध्यम से डबल हेलिक्स में वर्गीकृत किए गए हैं।

हाइड्रोजन पुल में, दो इलेक्ट्रोनगेटिव परमाणु एक प्रोटॉन को आधारों के बीच साझा करते हैं। हाइड्रोजन बांड के गठन के लिए, एक मामूली सकारात्मक चार्ज के साथ हाइड्रोजन परमाणु की भागीदारी और एक छोटे नकारात्मक चार्ज के साथ एक स्वीकर्ता आवश्यक है।

पुल एक एच और ओ के बीच बनता है। ये बंधन कमजोर होते हैं, और इन्हें होना ही चाहिए, क्योंकि डीएनए को दोहराने के लिए आसानी से खोलना चाहिए।

शार्गफ शासन

बेस पेयर्स हाइड्रोजन-बॉन्ड बनाते हैं, जो निम्नलिखित प्यूरीन-पाइरीमिडिन पेयरिंग पैटर्न के रूप में जाना जाता है, जिसे चारगैफ़ नियम के रूप में जाना जाता है: साइटोसिन और थायमिन के साथ एडेनिन जोड़े के साथ गुआनाइन जोड़े।

जीसी जोड़ी एक दूसरे से तीन हाइड्रोजन कनस्तरों का निर्माण करती है, जबकि एटी जोड़ी केवल दो पुलों से जुड़ी होती है। इस प्रकार, हम यह अनुमान लगा सकते हैं कि एक उच्च जीसी सामग्री वाला डीएनए अधिक स्थिर होगा।

प्रत्येक श्रृंखला (या हमारे सादृश्य में हैंडर), विपरीत दिशाओं में चलती हैं: एक 5 3 → 3 or और दूसरी 3 5 → 5 or।

विशेषताएं

न्यूक्लिक एसिड के निर्माण खंड

कार्बनिक प्राणी एक प्रकार का बायोमोलेक्यूल्स प्रस्तुत करते हैं जिसे न्यूक्लिक एसिड कहा जाता है। ये बहुत बड़े पॉलिमर हैं जो दोहराए गए मोनोमर्स से बने होते हैं - न्यूक्लियोटाइड्स, एक विशेष प्रकार के बंधन से जुड़ते हैं, जिसे फॉस्फोडाइस्टर बॉन्ड कहा जाता है। उन्हें दो बुनियादी प्रकारों, डीएनए और आरएनए में वर्गीकृत किया गया है।

प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड एक फॉस्फेट समूह से बना होता है, एक चीनी (आरएनए में डीएनए और रिबोस में डीऑक्सीराइबोस प्रकार), और पांच नाइट्रोजनस बेस में से एक: ए, टी, जी, सी और यू। जब फॉस्फेट समूह मौजूद नहीं होता है, अणु को न्यूक्लियोसाइड कहा जाता है।

डीएनए में

डीएनए जीवित प्राणियों की आनुवंशिक सामग्री है (कुछ वायरस के अपवाद के साथ जो मुख्य रूप से आरएनए का उपयोग करते हैं)। 4-बेस कोड का उपयोग करते हुए, डीएनए में सभी प्रोटीनों के लिए अनुक्रम होता है जो जीवों में मौजूद होते हैं, साथ ही ऐसे तत्व जो उनकी अभिव्यक्ति को विनियमित करते हैं।

डीएनए की संरचना स्थिर होनी चाहिए, क्योंकि जीव जानकारी का उपयोग करने के लिए इसका उपयोग करते हैं। हालांकि, यह परिवर्तन का एक अणु प्रवण है, जिसे उत्परिवर्तन कहा जाता है। आनुवांशिक सामग्री में ये परिवर्तन विकासवादी परिवर्तन के लिए मूल सामग्री है।

आरएनए में

डीएनए की तरह, आरएनए न्यूक्लियोटाइड्स का एक बहुलक है, इस अपवाद के साथ कि बेस टी को यू द्वारा बदल दिया जाता है। यह अणु एकल बैंड के रूप में है और जैविक कार्यों की एक विस्तृत श्रृंखला को पूरा करता है।

सेल में, तीन मुख्य आरएनए होते हैं। मैसेंजर आरएनए डीएनए और प्रोटीन निर्माण के बीच एक मध्यस्थ है। यह डीएनए में जानकारी की प्रतिलिपि बनाने और प्रोटीन अनुवाद मशीनरी में ले जाने के लिए प्रभारी है। राइबोसोमल आरएनए, एक दूसरा प्रकार, इस जटिल मशीनरी का एक संरचनात्मक हिस्सा है।

तीसरे प्रकार, या आरएनए को स्थानांतरित करना, प्रोटीन के संश्लेषण के लिए उपयुक्त अमीनो एसिड अवशेषों को ले जाने के लिए जिम्मेदार है।

तीन "पारंपरिक" आरएनए के अलावा, छोटे आरएनए की एक श्रृंखला होती है जो जीन अभिव्यक्ति के नियमन में भाग लेती हैं, क्योंकि डीएनए में एन्कोड किए गए सभी जीन लगातार और एक सेल में एक ही परिमाण में व्यक्त नहीं किए जा सकते हैं।

जीवों के पास अपने जीन को विनियमित करने के लिए रास्ते होने चाहिए, अर्थात यह तय करने के लिए कि वे व्यक्त किए गए हैं या नहीं। इसी प्रकार, आनुवंशिक सामग्री में केवल स्पेनिश शब्दों का एक शब्दकोश होता है, और नियामक तंत्र एक साहित्यिक कार्य के गठन की अनुमति देता है।

न्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट के बिल्डिंग ब्लॉक

नाइट्रोजन बेस न्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट का एक हिस्सा है, एक अणु जो डीएनए और आरएनए की तरह है, जैविक हित का है। आधार के अलावा, यह एक पेन्टोज़ और तीन फॉस्फेट समूहों से बना है जो उच्च-ऊर्जा बॉन्ड के माध्यम से एक साथ जुड़े हुए हैं।

इन बांडों के लिए धन्यवाद, न्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट ऊर्जा-समृद्ध अणु हैं और चयापचय पथ के मुख्य उत्पाद हैं जो ऊर्जा की रिहाई की तलाश करते हैं। सबसे ज्यादा इस्तेमाल किया जाने वाला एटीपी है।

एटीपी या एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट, नाइट्रोजनस बेस एडेनिन से बना होता है, जो पैंटो-प्रकार की चीनी की स्थिति 1 में स्थित कार्बन से जुड़ा होता है: राइबोज। इस कार्बोहाइड्रेट की स्थिति में, तीनों फॉस्फेट समूह जुड़े हुए हैं।

सामान्य तौर पर, एटीपी सेल की ऊर्जा मुद्रा है, क्योंकि इसका उपयोग और पुन: उपयोग किया जा सकता है। ऑर्गेनिक्स के बीच कई सामान्य चयापचय पथ एटीपी का उपयोग और उत्पादन करते हैं।

इसकी "शक्ति" फॉस्फेट समूहों द्वारा गठित उच्च-ऊर्जा बांड पर आधारित है। इन समूहों के नकारात्मक आरोप लगातार प्रतिकर्षण में हैं। ऐसे अन्य कारण हैं जो एटीपी में हाइड्रोलिसिस को प्रबल करते हैं, जिसमें अनुनाद स्थिरीकरण और सॉल्वेशन शामिल हैं।

Autacoid

यद्यपि अधिकांश न्यूक्लियोसाइड में महत्वपूर्ण जैविक गतिविधि का अभाव है, एडेनोसाइन स्तनधारियों में एक उल्लेखनीय अपवाद है। यह एक "स्थानीय हार्मोन" के अनुरूप और एक न्यूरोमोड्यूलेटर के रूप में, एक ऑटोकॉइड के रूप में काम करता है।

यह न्यूक्लियोसाइड रक्तप्रवाह में स्वतंत्र रूप से फैलता है और रक्त वाहिकाओं, चिकनी मांसपेशियों के संकुचन, न्यूरोनल डिस्चार्ज, न्यूरोट्रांसमीटर रिलीज और वसा के चयापचय पर विभिन्न प्रभावों के साथ स्थानीय रूप से कार्य करता है। यह हृदय गति विनियमन से भी संबंधित है।

यह अणु नींद के पैटर्न के नियमन में भी शामिल है। एडेनोसिन की एकाग्रता बढ़ जाती है और थकान को बढ़ावा देती है। यही कारण है कि कैफीन हमें जागृत रहने में मदद करता है: यह बाह्यकोशिकीय एडेनोसाइन के साथ न्यूरोनल इंटरैक्शन को रोकता है।

नियामक तत्वों के संरचनात्मक ब्लॉक

कोशिकाओं में एक महत्वपूर्ण चयापचय पथ में एटीपी, एडीपी और एएमपी के स्तर के आधार पर नियामक तंत्र होते हैं। इन अंतिम दो अणुओं में एटीपी के समान संरचना होती है, लेकिन क्रमशः एक और दो फॉस्फेट समूहों को खो दिया है।

जैसा कि हमने पिछले अनुभाग में उल्लेख किया है, एटीपी एक अस्थिर अणु है। सेल को केवल एटीपी का उत्पादन करना चाहिए जब उसे इसकी आवश्यकता होती है, क्योंकि इसे जल्दी से उपयोग करना चाहिए। एटीपी स्वयं भी एक तत्व है जो चयापचय मार्गों को नियंत्रित करता है, क्योंकि इसकी उपस्थिति सेल को इंगित करती है कि इसे अधिक एटीपी का उत्पादन नहीं करना चाहिए।

इसके विपरीत, इसके हाइड्रोलाइज्ड डेरिवेटिव (एएमपी), सेल को चेतावनी देते हैं कि एटीपी बाहर चल रहा है और अधिक उत्पादन करना चाहिए। इस प्रकार, एएमपी ऊर्जा उत्पादन के लिए चयापचय पथ को सक्रिय करता है, जैसे कि ग्लाइकोलाइसिस।

इसी तरह, कई हार्मोनल सिग्नल (जैसे कि ग्लाइकोजन चयापचय में शामिल हैं) को सीएमपी अणुओं (सी चक्रीय के लिए) या एक समान रूप से लेकिन इसकी संरचना में गुआनिन के साथ intracellularly मध्यस्थता किया जाता है: cGMP।

Coenzymes के बिल्डिंग ब्लॉक्स

चयापचय मार्गों में कई चरणों में, एंजाइम अकेले कार्य नहीं कर सकते हैं। उन्हें अपने कार्यों को पूरा करने में सक्षम होने के लिए अतिरिक्त अणुओं की आवश्यकता होती है; इन तत्वों को कोएंजाइम या कोसुब्रेट्स कहा जाता है, बाद वाला शब्द अधिक उपयुक्त है, क्योंकि कोएंजाइम उत्प्रेरक रूप से सक्रिय नहीं हैं।

इन उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं में, इलेक्ट्रॉनों या परमाणुओं के समूह को किसी अन्य सब्सट्रेट में स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है। सहायक अणु जो इस घटना में भाग लेते हैं वे कोएंजाइम हैं।

नाइट्रोजन बेस इन कॉफ़ैक्टर्स के संरचनात्मक तत्व हैं। सबसे अधिक मान्यता प्राप्त लोगों में पिरिमिडीन न्यूक्लियोटाइड्स (एनएडी ⁺, एनएडीपी ⁺), एफएमएन, एफएडी और कोएंजाइम ए हैं। ये ग्लाइकोलाइसिस, क्रेब्स चक्र, प्रकाश संश्लेषण जैसे अन्य महत्वपूर्ण चयापचय मार्गों में भाग लेते हैं।

उदाहरण के लिए, पाइरीमिडीन न्यूक्लियोटाइड डिहाइड्रोजनेज गतिविधि के साथ एंजाइमों के बहुत महत्वपूर्ण कोएंजाइम हैं, और हाइड्राइड आयनों के परिवहन के लिए जिम्मेदार हैं।

संदर्भ

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