अकार्बनिक बायोमॉलिक्युलस: विशेषताओं, कार्य, प्रकार - जीवविज्ञान - 2025

अकार्बनिक जैविक अणुओं जीवित प्राणियों में मौजूद आणविक विन्यास का एक बड़ा समूह है। परिभाषा के अनुसार, अकार्बनिक अणुओं की मूल संरचना कार्बन कंकाल या बंधुआ कार्बन परमाणुओं से बनी नहीं है।

हालांकि, इसका मतलब यह नहीं है कि अकार्बनिक यौगिकों को इस महान श्रेणी में शामिल करने के लिए पूरी तरह से कार्बन से रहित होना चाहिए, बल्कि यह कि अणु में कार्बन मुख्य और सबसे प्रचुर परमाणु नहीं होना चाहिए। अकार्बनिक यौगिक जो जीवित प्राणियों का हिस्सा हैं, मुख्य रूप से पानी और ठोस या समाधान खनिजों की एक श्रृंखला है।

स्रोत: I, Splette

पानी - जीवों में सबसे प्रचुर मात्रा में अकार्बनिक बायोमोलेक्यूल - विशेषताओं की एक श्रृंखला है जो इसे जीवन के लिए एक आवश्यक तत्व बनाती है, जैसे उच्च उबलते बिंदु, उच्च ढांकता हुआ निरंतर, तापमान और पीएच में बफर परिवर्तनों की क्षमता। अन्य।

दूसरी ओर, आयन और गैस, जैविक प्राणियों के भीतर बहुत विशिष्ट कार्यों तक सीमित हैं, जैसे कि तंत्रिका आवेग, रक्त जमावट, आसमाटिक विनियमन, अन्य। इसके अलावा, वे कुछ एंजाइमों के महत्वपूर्ण कोफ़ैक्टर्स हैं।

विशेषताएँ

जीवित पदार्थ में पाए जाने वाले अकार्बनिक अणुओं की विशिष्ट विशेषता कार्बन-हाइड्रोजन बांड की अनुपस्थिति है।

ये बायोमोलेक्यूलर अपेक्षाकृत छोटे होते हैं और इनमें पानी, गैस और कई आयन और उद्धरण शामिल होते हैं जो सक्रिय रूप से चयापचय में भाग लेते हैं।

वर्गीकरण और कार्य

जीवित पदार्थ में सबसे अधिक प्रासंगिक अकार्बनिक अणु है, बिना किसी संदेह के, पानी। इसके अतिरिक्त, अन्य अकार्बनिक घटक मौजूद हैं और गैसों, आयनों और उद्धरणों में वर्गीकृत किए गए हैं।

गैसों के भीतर हमारे पास ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन है। आयनों में क्लोराइड, फॉस्फेट, कार्बोनेट, अन्य हैं। और पिंजरों में सोडियम, पोटेशियम, अमोनियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम और अन्य सकारात्मक आयन हैं।

नीचे हम इन समूहों में से प्रत्येक का वर्णन करेंगे, उनकी सबसे उत्कृष्ट विशेषताओं और जीवित प्राणियों के भीतर उनके कार्य के साथ।

-पानी

जल प्राणियों में सबसे प्रचुर मात्रा में अकार्बनिक घटक है। यह व्यापक रूप से ज्ञात है कि जीवन पानी के वातावरण में विकसित होता है। हालांकि ऐसे जीव हैं जो पानी के शरीर में नहीं रहते हैं, इन व्यक्तियों का आंतरिक वातावरण ज्यादातर हाइड्रिक है। जीवित चीजें 60% और 90% पानी के बीच की होती हैं।

अध्ययन किए गए सेल के प्रकार के आधार पर एक ही जीव में पानी की संरचना अलग-अलग हो सकती है। उदाहरण के लिए, एक हड्डी में एक सेल में औसतन 20% पानी होता है, जबकि एक मस्तिष्क कोशिका आसानी से 85% तक पहुंच सकती है।

पानी इतना महत्वपूर्ण है क्योंकि जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं का एक विशाल हिस्सा व्यक्तियों का चयापचय करता है जो एक जलीय वातावरण में होता है।

उदाहरण के लिए, प्रकाश संश्लेषण क्रिया की शुरुआत प्रकाश ऊर्जा की क्रिया द्वारा पानी के घटकों के टूटने से होती है। सेलुलर निष्कर्षण के परिणामस्वरूप ऊर्जा निष्कर्षण के लिए ग्लूकोज अणुओं को साफ करके पानी का उत्पादन होता है।

अन्य कम ज्ञात चयापचय पथ भी पानी के उत्पादन को शामिल करते हैं। अमीनो एसिड का संश्लेषण पानी द्वारा निर्मित होता है।

पानी के गुण

पानी में विशेषताओं की एक श्रृंखला है जो इसे ग्रह पृथ्वी पर एक अपूरणीय तत्व बनाती है, जिससे जीवन की अद्भुत घटना की अनुमति मिलती है। इन गुणों में हमारे पास हैं:

एक विलायक के रूप में पानी: संरचनात्मक रूप से, पानी दो हाइड्रोजन परमाणुओं से बना होता है जो एक ऑक्सीजन परमाणु से जुड़ा होता है, एक ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन के माध्यम से अपने इलेक्ट्रॉनों को साझा करता है। इस प्रकार, इस अणु ने समाप्त होने का आरोप लगाया है, एक सकारात्मक और एक नकारात्मक।

इस रचना के लिए धन्यवाद, पदार्थ को ध्रुवीय कहा जाता है। इस तरह, पानी समान ध्रुवीय प्रवृत्ति के साथ पदार्थों को भंग कर सकता है, क्योंकि सकारात्मक भाग अणु के नकारात्मक भागों को भंग करने और इसके विपरीत आकर्षित करते हैं। पानी को घोलने वाले अणुओं को हाइड्रोफिलिक कहा जाता है।

याद रखें कि रसायन विज्ञान में, हमारे पास यह नियम है कि "वही घुलता है।" इसका मतलब यह है कि ध्रुवीय पदार्थ अन्य पदार्थों में विशेष रूप से भंग होते हैं जो कि ध्रुवीय भी हैं।

उदाहरण के लिए, आयनिक यौगिक, जैसे कार्बोहाइड्रेट और क्लोराइड, अमीनो एसिड, गैस और हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ अन्य यौगिक, आसानी से पानी में भंग कर सकते हैं।

ढांकता हुआ निरंतर : महत्वपूर्ण तरल का उच्च ढांकता हुआ निरंतरता भी एक कारक है जो इसके भीतर अकार्बनिक लवण को भंग करने में योगदान देता है। ढांकता हुआ निरंतर वह कारक है जिसके द्वारा वैक्यूम के संबंध में विपरीत संकेत के दो आरोपों को अलग किया जाता है।

पानी की विशिष्ट गर्मी: तापमान में हिंसक परिवर्तन को भिगोना जीवन के विकास के लिए एक आवश्यक लक्षण है। पानी की उच्च विशिष्ट गर्मी के लिए धन्यवाद, तापमान में परिवर्तन स्थिर होता है, जिससे जीवन के लिए उपयुक्त वातावरण बनता है।

उच्च विशिष्ट गर्मी का मतलब है कि एक सेल महत्वपूर्ण मात्रा में गर्मी प्राप्त कर सकता है और सेल तापमान में उल्लेखनीय वृद्धि नहीं होती है।

सामंजस्य: सामंजस्य एक अन्य गुण है जो तापमान में अचानक परिवर्तन को रोकता है। पानी के अणुओं के विपरीत आरोपों के लिए धन्यवाद, वे एक-दूसरे को आकर्षित करते हैं, जिससे आसंजन कहा जाता है।

सामंजस्य जीवित पदार्थ के तापमान को बहुत अधिक नहीं बढ़ने देता है। हीट ऊर्जा व्यक्तिगत अणुओं में तेजी लाने के बजाय, अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड को तोड़ती है।

पीएच नियंत्रण: तापमान को नियमित और नियमित रखने के अलावा, पानी पीएच के साथ भी ऐसा करने में सक्षम है। कुछ चयापचय प्रतिक्रियाएं होती हैं जिन्हें लेने के लिए एक विशिष्ट पीएच की आवश्यकता होती है। उसी तरह, एंजाइमों को भी अधिकतम दक्षता के साथ काम करने के लिए विशिष्ट पीएच की आवश्यकता होती है।

पीएच का नियमन हाइड्रॉक्सिल समूहों (-OH) के लिए धन्यवाद होता है जो हाइड्रोजन आयनों (एच ⁺) के साथ मिलकर उपयोग किया जाता है । पूर्व एक क्षारीय माध्यम के निर्माण से संबंधित है, जबकि उत्तरार्द्ध एक अम्ल माध्यम के निर्माण में योगदान देता है।

क्वथनांक: पानी का क्वथनांक 100 ° C होता है। यह संपत्ति 0 डिग्री सेल्सियस से 100 डिग्री सेल्सियस तक एक विस्तृत तापमान रेंज में पानी को तरल अवस्था में मौजूद होने देती है।

उच्च उबलते बिंदु को पानी के प्रत्येक अणु के लिए चार हाइड्रोजन बांड बनाने की क्षमता द्वारा समझाया गया है। यह विशेषता वाष्पीकरण के उच्च गलनांक और ऊष्मा की भी व्याख्या करती है, यदि हम उनकी तुलना अन्य हाइड्राइड्स जैसे NH ₃, HF या H ₂ S से करते हैं।

यह कुछ एक्सट्रीमोफिलिक जीवों के अस्तित्व की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, ऐसे जीव होते हैं जो 0 ° C के पास विकसित होते हैं और इन्हें साइक्रोफाइल्स कहा जाता है। उसी तरह, थर्मोफिलिक वाले लगभग 70 या 80 ° C विकसित होते हैं।

घनत्व भिन्नता: परिवेश के तापमान में परिवर्तन के रूप में पानी का घनत्व बहुत विशेष तरीके से भिन्न होता है। बर्फ एक खुले क्रिस्टलीय जाली को प्रस्तुत करता है, एक तरल अवस्था में पानी के विपरीत यह एक अधिक यादृच्छिक, तंग और सघन आणविक संगठन प्रस्तुत करता है।

यह संपत्ति बर्फ को पानी पर तैरने की अनुमति देती है, एक शब्द इन्सुलेटर के रूप में कार्य करती है और बड़े समुद्र के द्रव्यमान की स्थिरता की अनुमति देती है।

यदि ऐसा नहीं होता, तो बर्फ समुद्र की गहराइयों में डूब जाती, और जीवन, जैसा कि हम जानते हैं, यह एक बेहद असंभावित घटना होगी, बर्फ के बड़े पैमाने पर जीवन कैसे पैदा हो सकता है?

पानी की पारिस्थितिक भूमिका

पानी के विषय के साथ समाप्त करने के लिए, यह उल्लेख करना आवश्यक है कि महत्वपूर्ण तरल न केवल जीवित प्राणियों के भीतर एक प्रासंगिक भूमिका है, यह पर्यावरण को भी आकार देता है जहां वे रहते हैं।

महासागर पृथ्वी पर पानी का सबसे बड़ा भंडार है, जो तापमान से प्रभावित होता है, वाष्पीकरण प्रक्रियाओं का पक्ष लेता है। पानी की भारी मात्रा पानी के वाष्पीकरण और वर्षा के एक निरंतर चक्र में होती है, जिससे पानी के चक्र के रूप में जाना जाता है।

-Gas

यदि हम जैविक प्रणालियों में पानी के व्यापक कार्यों की तुलना करते हैं, तो बाकी अकार्बनिक अणुओं की भूमिका केवल बहुत विशिष्ट भूमिकाओं तक ही सीमित है।

सामान्य तौर पर, गैसें जलीय द्रव्यों में कोशिकाओं से होकर गुजरती हैं। कभी-कभी उन्हें रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए सब्सट्रेट के रूप में उपयोग किया जाता है, और अन्य मामलों में वे चयापचय पथ के अपशिष्ट उत्पाद होते हैं। सबसे अधिक प्रासंगिक ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन हैं।

ऑक्सीजन, एरोबिक रूप से सम्मानित जीवों की परिवहन श्रृंखला में अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता है। इसके अलावा, कार्बन डाइऑक्साइड जानवरों में अपशिष्ट उत्पाद है और पौधों के लिए एक सब्सट्रेट (प्रकाश संश्लेषक प्रक्रियाओं के लिए) है।

-Ions

गैसों की तरह, जीवित जीवों में आयनों की भूमिका बहुत विशेष घटनाओं तक ही सीमित दिखाई देती है, लेकिन किसी व्यक्ति के समुचित कार्य के लिए आवश्यक है। उन्हें सकारात्मक आवेशों वाले आयनों, आयनों को ऋणात्मक आवेशों और आयनों, आयनों के आधार पर वर्गीकृत किया गया है।

इनमें से कुछ केवल बहुत कम मात्रा में आवश्यक होते हैं, जैसे कि एंजाइम के धातु घटक। दूसरों को उच्च मात्रा में आवश्यकता होती है, जैसे कि सोडियम क्लोराइड, पोटेशियम, मैग्नीशियम, लोहा, आयोडीन, अन्य।

मूत्र, मल और पसीने के माध्यम से मानव शरीर लगातार इन खनिजों को खो रहा है। इन घटकों को भोजन, मुख्य रूप से फल, सब्जियां और मीट के माध्यम से सिस्टम में फिर से दर्ज किया जाना चाहिए।

आयन कार्य करता है

Cofactors: आयन रासायनिक प्रतिक्रियाओं के cofactors के रूप में कार्य कर सकते हैं। क्लोरीन आयन अमाइलेज द्वारा स्टार्च के हाइड्रोलिसिस में भाग लेता है। पोटेशियम और मैग्नीशियम एंजाइमों के कामकाज के लिए आवश्यक आयन हैं जो चयापचय में बहुत महत्वपूर्ण हैं।

ऑस्मोलरिटी का रख-रखाव: जैविक महत्व के विकास के लिए इष्टतम ऑस्मोटिक स्थितियों के रखरखाव का एक और महत्वपूर्ण कार्य है।

विघटित चयापचयों की मात्रा को एक असाधारण तरीके से नियंत्रित किया जाना चाहिए, क्योंकि यदि यह प्रणाली विफल हो जाती है, तो कोशिका फट सकती है या महत्वपूर्ण मात्रा में पानी खो सकती है।

मनुष्यों में, उदाहरण के लिए, सोडियम और क्लोरीन महत्वपूर्ण तत्व हैं जो आसमाटिक संतुलन के रखरखाव में योगदान करते हैं। ये समान आयन भी एसिड-बेस बैलेंस को बढ़ावा देते हैं।

झिल्ली क्षमता: जानवरों में, आयन सक्रिय कोशिकाओं की झिल्ली में झिल्ली क्षमता की पीढ़ी में सक्रिय रूप से भाग लेते हैं।

झिल्ली के विद्युत गुण महत्वपूर्ण घटनाओं को प्रभावित करते हैं, जैसे कि सूचना प्रसारित करने के लिए न्यूरॉन्स की क्षमता।

इन मामलों में, झिल्ली एक विद्युत संधारित्र के अनुरूप होता है, जहां आवेश संचित होते हैं और झिल्ली के दोनों ओर के आयनों और आयनों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के लिए धन्यवाद स्टोर करते हैं।

झिल्ली के प्रत्येक तरफ समाधान में आयनों के असममित वितरण एक विद्युत क्षमता में तब्दील होता है - झिल्ली की पारगम्यता के आधार पर मौजूद आयनों के लिए। क्षमता के परिमाण की गणना नर्नस्ट या गोल्डमैन समीकरण का अनुसरण करके की जा सकती है।

संरचनात्मक: कुछ आयन संरचनात्मक कार्य करते हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रोक्सीपाटाइट स्थिति हड्डियों के क्रिस्टलीय माइक्रोस्ट्रक्चर को दर्शाती है। कैल्शियम और फास्फोरस, इस बीच, हड्डियों और दांतों के निर्माण के लिए एक आवश्यक तत्व है।

अन्य कार्य: अंत में, आयन रक्त के थक्के (कैल्शियम आयनों द्वारा), दृष्टि और मांसपेशियों में संकुचन के रूप में इस तरह के विषम कार्यों में भाग लेते हैं।

जैविक और अकार्बनिक बायोमॉलिक्युलस के बीच अंतर

लगभग 99% जीवित चीजों की संरचना में केवल चार परमाणु शामिल हैं: हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, कार्बन और नाइट्रोजन। ये परमाणु टुकड़ों या ब्लॉकों के रूप में कार्य करते हैं, जिन्हें तीन आयामी विन्यासों की एक विस्तृत श्रृंखला में व्यवस्थित किया जा सकता है, जिससे जीवन की अनुमति देने वाले अणु बनते हैं।

जबकि अकार्बनिक यौगिक छोटे, सरल और बहुत विविध नहीं होते हैं, कार्बनिक यौगिक अधिक उल्लेखनीय और विविध होते हैं।

इसके अलावा, जैविक कंकाल की जटिलता बढ़ जाती है, कार्बन कंकाल के अलावा, उनके पास कार्यात्मक समूह हैं जो रासायनिक विशेषताओं को निर्धारित करते हैं।

हालांकि, जीवित प्राणियों के इष्टतम विकास के लिए दोनों समान रूप से आवश्यक हैं।

रोजमर्रा की जिंदगी में कार्बनिक और अकार्बनिक शब्दों का उपयोग

अब जब हम दोनों प्रकार के बायोमोलेक्यूल्स के बीच के अंतर का वर्णन करते हैं, तो यह स्पष्ट करना आवश्यक है कि हम इन शब्दों का उपयोग रोजमर्रा के जीवन में एक अस्पष्ट और अभेद्य तरीके से करते हैं।

जब हम फलों और सब्जियों को "कार्बनिक" के रूप में नामित करते हैं - जो आज बहुत लोकप्रिय है - इसका मतलब यह नहीं है कि बाकी उत्पाद "अकार्बनिक" हैं। चूंकि इन खाद्य तत्वों की संरचना एक कार्बन कंकाल है, इसलिए कार्बनिक की परिभाषा को बेमानी माना जाता है।

वास्तव में, कार्बनिक शब्द इन यौगिकों को संश्लेषित करने के लिए जीवों की क्षमता से उत्पन्न होता है।

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