ऑर्गेनिक बायोमॉलेक्यूल: विशेषताएं, कार्य और उदाहरण - जीवविज्ञान - 2025

जैविक जैविक अणुओं सभी जीवित प्राणियों में पाया और एक संरचना कार्बन परमाणु के आधार पर की विशेषता है। यदि हम उनकी तुलना अकार्बनिक अणुओं से करते हैं, तो उनकी संरचना के संदर्भ में जैविक अधिक जटिल होते हैं। इसके अलावा, वे बहुत अधिक विविध हैं।

उन्हें प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड और न्यूक्लिक एसिड में वर्गीकृत किया गया है। इसके कार्य अत्यंत विविध हैं। प्रोटीन संरचनात्मक, कार्यात्मक और उत्प्रेरक तत्वों के रूप में भाग लेते हैं। कार्बोहाइड्रेट में संरचनात्मक कार्य भी होते हैं और जैविक प्राणियों के लिए ऊर्जा का मुख्य स्रोत होते हैं।

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लिपिड जैविक झिल्ली और अन्य पदार्थों के महत्वपूर्ण घटक हैं, जैसे कि हार्मोन। वे ऊर्जा भंडारण तत्वों के रूप में भी कार्य करते हैं। अंत में, न्यूक्लिक एसिड - डीएनए और आरएनए - में जीवित प्राणियों के विकास और रखरखाव के लिए आवश्यक सभी जानकारी होती है।

सामान्य विशेषताएँ

कार्बनिक बायोमोलेक्यूल्स की सबसे प्रासंगिक विशेषताओं में से एक है उनकी बहुमुखी प्रतिभा जब यह संरचनाओं के निर्माण की बात आती है। जैविक रूपांतरों की यह विशाल विविधता मौजूद हो सकती है, जो कि दूसरी अवधि के मध्य में कार्बन परमाणु द्वारा प्रदान की गई विशेषाधिकार प्राप्त स्थिति के कारण है।

कार्बन परमाणु में अंतिम ऊर्जा स्तर में चार इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसकी मध्यम इलेक्ट्रोनगेटिविटी के लिए धन्यवाद, यह अन्य कार्बन परमाणुओं के साथ बॉन्ड बनाने में सक्षम है, जो अलग-अलग आकार और लंबाई की चेन बनाते हैं, खुले या बंद, सिंगल, डबल या ट्रिपल बॉन्ड के अंदर।

उसी तरह, कार्बन परमाणु की औसत वैद्युतीयऋणात्मकता इसे कार्बन से अलग अन्य परमाणुओं के साथ बॉन्ड बनाने की अनुमति देती है, जैसे कि इलेक्ट्रोपोसिटिव (हाइड्रोजन) या इलेक्ट्रोनगेटिव (ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, सल्फर, दूसरों के बीच)।

बांड की यह संपत्ति प्राथमिक, माध्यमिक, तृतीयक या चतुष्कोणीय में कार्बन के लिए एक वर्गीकरण स्थापित करने की अनुमति देती है, यह कार्बन की संख्या पर निर्भर करता है जिसके साथ यह जुड़ा हुआ है। यह वर्गीकरण प्रणाली लिंक में शामिल वैलेंस की संख्या से स्वतंत्र है।

वर्गीकरण और कार्य

कार्बनिक अणुओं को चार बड़े समूहों में वर्गीकृत किया जाता है: प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड और न्यूक्लिक एसिड। हम उन्हें नीचे विस्तार से वर्णन करेंगे:

-Proteins

प्रोटीन जैविक अणुओं के समूह हैं जिन्हें जीवविज्ञानी सबसे अच्छी तरह से परिभाषित और विशेषता देते हैं। यह व्यापक ज्ञान मुख्य रूप से आंतरिक सहजता के कारण है जो बाकी तीन कार्बनिक अणुओं की तुलना में पृथक और विशेषता है।

प्रोटीन बहुत व्यापक जैविक भूमिका निभाते हैं। वे वाहक, संरचनात्मक और यहां तक ​​कि उत्प्रेरक अणुओं के रूप में सेवा कर सकते हैं। यह अंतिम समूह एंजाइम से बना है।

बिल्डिंग ब्लॉक्स: अमीनो एसिड

प्रोटीन के निर्माण खंड अमीनो एसिड हैं। प्रकृति में, हम 20 प्रकार के अमीनो एसिड पाते हैं, प्रत्येक इसकी अच्छी तरह से परिभाषित भौतिक रासायनिक गुणों के साथ।

इन अणुओं को अल्फा-एमिनो एसिड के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, क्योंकि उनके पास एक प्राथमिक अमीनो समूह और एक कार्बोक्जिलिक एसिड समूह एक ही कार्बन परमाणु पर एक विकल्प के रूप में होता है। इस नियम का एकमात्र अपवाद अमीनो एसिड प्रोलिन है, जिसे द्वितीयक अमीनो समूह की उपस्थिति के कारण अल्फा-इमिनो एसिड के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

प्रोटीन बनाने के लिए, इन "बिल्डिंग ब्लॉक्स" को पॉलीमराइज़ करना चाहिए, और वे पेप्टाइड बॉन्ड बनाकर ऐसा करते हैं। प्रोटीन श्रृंखला के गठन में प्रत्येक पेप्टाइड बॉन्ड के लिए एक पानी के अणु को निकालना शामिल है। इस बंधन को CO-NH के रूप में दर्शाया गया है।

प्रोटीन का हिस्सा होने के अलावा, कुछ अमीनो एसिड ऊर्जा मेटाबोलाइट्स माना जाता है और उनमें से कई आवश्यक पोषण तत्व हैं।

अमीनो एसिड के गुण

प्रत्येक अमीनो एसिड का द्रव्यमान और प्रोटीन में इसकी औसत उपस्थिति होती है। इसके अलावा, प्रत्येक में अल्फा-कार्बोक्जिलिक एसिड, अल्फा-एमिनो और साइड ग्रुप समूहों का एक पीके मूल्य है।

कार्बोक्जिलिक एसिड समूहों के पीके मान लगभग 2.2 हैं; जबकि अल्फा-एमिनो समूह 9.4 के करीब पीके मान प्रस्तुत करते हैं। यह विशेषता अमीनो एसिड की एक विशिष्ट संरचनात्मक विशेषता की ओर जाता है: शारीरिक पीएच में दोनों समूह आयन रूप में होते हैं।

जब एक अणु विपरीत ध्रुवों के समूहों को आवेशित करता है तो वे युग्मनज या युग्मनज कहलाते हैं। इसलिए, एक अमीनो एसिड एक एसिड के रूप में या आधार के रूप में कार्य कर सकता है।

अधिकांश अल्फा-एमिनो एसिड में पिघलने के बिंदु 300 डिग्री सेल्सियस के करीब होते हैं। गैर-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में उनकी घुलनशीलता की तुलना में वे ध्रुवीय वातावरण में अधिक आसानी से घुलते हैं। अधिकांश पानी में घुलनशील हैं।

प्रोटीन की संरचना

किसी विशेष प्रोटीन के कार्य को निर्दिष्ट करने के लिए, इसकी संरचना को निर्धारित करना आवश्यक है, अर्थात्, तीन आयामी संबंध जो कि परमाणुओं के बीच मौजूद हैं जो प्रश्न में प्रोटीन बनाते हैं। प्रोटीन के लिए, उनकी संरचना के संगठन के चार स्तर निर्धारित किए गए हैं:

प्राथमिक संरचना: अमीनो एसिड अनुक्रम को संदर्भित करता है जो प्रोटीन बनाता है, जो किसी भी विरूपण को छोड़कर जो इसकी साइड चेन ले सकता है।

माध्यमिक संरचना: यह कंकाल के परमाणुओं की स्थानीय स्थानिक व्यवस्था द्वारा बनाई गई है। फिर से, साइड चेन की रचना को ध्यान में नहीं रखा जाता है।

तृतीयक संरचना: संपूर्ण प्रोटीन की त्रि-आयामी संरचना को संदर्भित करता है। हालांकि तृतीयक और द्वितीयक संरचना के बीच एक स्पष्ट विभाजन स्थापित करना मुश्किल हो सकता है, परिभाषित अनुरूपता (जैसे कि हेलिकॉप्टर, मुड़ा हुआ चादर, और ट्विस्ट की उपस्थिति) का उपयोग विशेष रूप से माध्यमिक संरचनाओं को नामित करने के लिए किया जाता है।

चतुर्धातुक संरचना: उन प्रोटीनों पर लागू होती है जो कई सबयूनिट से बने होते हैं। यही है, दो या अधिक व्यक्तिगत पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं द्वारा। ये इकाइयां सहसंयोजक बलों के माध्यम से, या डाइसल्फ़ाइड बांड के माध्यम से बातचीत कर सकती हैं। सबयूनिट्स की स्थानिक व्यवस्था चतुर्धातुक संरचना को निर्धारित करती है।

-Carbohydrates

कार्बोहाइड्रेट, कार्बोहाइड्रेट या सैकराइड (ग्रीक मूल से साकारोन, जिसका अर्थ है चीनी) पूरे ग्रह पृथ्वी पर कार्बनिक अणुओं का सबसे प्रचुर वर्ग है।

उनकी संरचना को उनके नाम "कार्बोहाइड्रेट" से पहचाना जा सकता है, क्योंकि वे सूत्र (सीएच ₂ ओ) _{एन के} साथ अणु हैं, जहां एन 3 से अधिक है।

कार्बोहाइड्रेट के कार्य विविध हैं। मुख्य में से एक संरचनात्मक प्रकार का है, विशेष रूप से पौधों में। पौधे के साम्राज्य में, सेल्यूलोज इसकी मुख्य संरचनात्मक सामग्री है, जो शरीर के सूखे वजन के 80% से मेल खाती है।

एक अन्य प्रासंगिक कार्य इसकी ऊर्जावान भूमिका है। पॉलीसेकेराइड, स्टार्च और ग्लाइकोजन की तरह, पोषण भंडार के महत्वपूर्ण स्रोतों का प्रतिनिधित्व करते हैं।

वर्गीकरण

कार्बोहाइड्रेट की मूल इकाइयां मोनोसेकेराइड या सरल शर्करा हैं। ये सीधे चेन एल्डीहाइड या कीटोन और पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल से प्राप्त होते हैं।

उन्हें उनके कार्बोनिल समूह की रासायनिक प्रकृति के अनुसार अल्डोज़ और किटोज़ में वर्गीकृत किया गया है। उन्हें कार्बन की संख्या के आधार पर वर्गीकृत भी किया जाता है।

मोनोसैकेराइड्स समूह मिलकर ऑलिगोसैकराइड्स बनाते हैं, जो अक्सर अन्य प्रकार के कार्बनिक अणुओं जैसे प्रोटीन और लिपिड के साथ मिलकर पाए जाते हैं। इन्हें होमोपोलिसैकेराइड या हेटेरोपॉलीसेकेराइड के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि वे एक ही मोनोसैकराइड (पहला मामला) से बने हैं या अलग हैं।

इसके अलावा, उन्हें मोनोसैकेराइड की प्रकृति के अनुसार वर्गीकृत भी किया जाता है जो उनकी रचना करता है। ग्लूकोज पॉलिमर को ग्लुकन कहा जाता है, जो गैलेक्टोज से बने होते हैं उन्हें गैलेक्टंस कहा जाता है, और इसी तरह।

पॉलीसेकेराइड में सीधी और शाखित श्रृंखला बनाने की ख़ासियत होती है, क्योंकि ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड का गठन मोनोसेकेराइड में पाए जाने वाले किसी भी हाइड्रॉक्सिल समूह के साथ किया जा सकता है।

जब अधिक संख्या में मोनोसैकराइड इकाइयां जुड़ी होती हैं, तो हम पॉलीसेकेराइड की बात करते हैं।

-Lipids

लिपिड (ग्रीक लिपोस से, जिसका अर्थ है वसा) कार्बनिक अणु हैं जो पानी में अघुलनशील होते हैं और अकार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशील होते हैं, जैसे कि क्लोरोफॉर्म। ये वसा, तेल, विटामिन, हार्मोन और जैविक झिल्ली बनाते हैं।

वर्गीकरण

फैटी एसिड: वे कार्बोक्जिलिक एसिड होते हैं जो काफी लंबाई के हाइड्रोकार्बन द्वारा बनाई गई श्रृंखलाओं के साथ होते हैं। शारीरिक रूप से, उन्हें मुक्त होना दुर्लभ है, क्योंकि ज्यादातर मामलों में वे एस्ट्रिफ़ाइड हैं।

जानवरों और पौधों में हम अक्सर उन्हें अपने असंतृप्त रूप में पाते हैं (कार्बन के बीच दोहरे बंधन), और पॉलीअनसेचुरेटेड (दो या दो से अधिक दोहरे बांड के साथ)।

Triacylglycerols: ट्राइग्लिसराइड्स या तटस्थ वसा भी कहा जाता है, वे जानवरों और पौधों में मौजूद अधिकांश वसा और तेलों का गठन करते हैं। इसका मुख्य कार्य जानवरों में ऊर्जा का भंडारण करना है। इनमें भंडारण के लिए विशेष सेल हैं।

उन्हें फैटी एसिड अवशेषों की पहचान और स्थिति के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। आम तौर पर, वनस्पति तेल कमरे के तापमान पर तरल होते हैं और उनके कार्बोन के बीच डबल और ट्रिपल बांड के साथ फैटी एसिड अवशेषों में समृद्ध होते हैं।

इसके विपरीत, पशु वसा कमरे के तापमान पर ठोस होते हैं और असंतृप्त कार्बन की संख्या कम होती है।

ग्लिसरोफॉस्फोलिपिड्स: फॉस्फोग्लिसराइड्स के रूप में भी जाना जाता है, वे लिपिड झिल्ली के मुख्य घटक हैं।

ग्लिसरॉफोस्फोलिपिड्स में एपोलर या हाइड्रोफोबिक विशेषताओं के साथ एक "पूंछ" और एक ध्रुवीय या हाइड्रोफिलिक सिर है। " इन संरचनाओं को एक बाईलेयर में समूहीकृत किया जाता है, जिसमें पूंछ अंदर की ओर इशारा करती है, झिल्ली बनाने के लिए। इनमें, प्रोटीन की एक श्रृंखला एम्बेडेड होती है।

Sphingolipids: वे लिपिड हैं जो बहुत कम मात्रा में पाए जाते हैं। वे झिल्लियों का भी हिस्सा होते हैं और स्फिंगोसिन, डायहाइड्रोस्फ़िंगोसिन और उनके होमोलॉग्स से प्राप्त होते हैं।

कोलेस्ट्रॉल: जानवरों में यह झिल्लियों का एक प्रमुख घटक है, जो उनके गुणों को संशोधित करता है, जैसे कि उनकी तरलता। यह सेल ऑर्गेनेल की झिल्लियों में भी स्थित है। यह स्टेरॉयड हार्मोन का एक महत्वपूर्ण अग्रदूत है, जो यौन विकास से संबंधित है।

-न्यूक्लिक एसिड

न्यूक्लिक एसिड डीएनए और विभिन्न प्रकार के आरएनए हैं जो मौजूद हैं। डीएनए सभी आनुवंशिक जानकारी के भंडारण के लिए जिम्मेदार है, जो जीवित जीवों के विकास, विकास और रखरखाव की अनुमति देता है।

आरएनए, अपने हिस्से के लिए, डीएनए में प्रोटीन अणुओं में एन्कोडेड आनुवंशिक जानकारी के पारित होने में भाग लेता है। शास्त्रीय रूप से, तीन प्रकार के आरएनए प्रतिष्ठित हैं: मैसेंजर, ट्रांसफर और राइबोसोमल। हालांकि, कई छोटे आरएनए हैं जो नियामक कार्यों के अधिकारी हैं।

बिल्डिंग ब्लॉक्स: न्यूक्लियोटाइड्स

न्यूक्लिक एसिड, डीएनए और आरएनए के बिल्डिंग ब्लॉक, न्यूक्लियोटाइड हैं। रासायनिक रूप से, वे पेन्टोज़ के फॉस्फेट एस्टर हैं, जिसमें एक नाइट्रोजन का आधार पहले कार्बन से जुड़ा हुआ है। हम राइबोन्यूक्लियोटाइड और डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड के बीच अंतर कर सकते हैं।

ये अणु चपटे, सुगंधित और विषमकोणीय होते हैं। जब फॉस्फेट समूह अनुपस्थित होता है, तो न्यूक्लियोटाइड का नाम बदलकर न्यूक्लियोसाइड होता है।

न्यूक्लिक एसिड में मोनोमर के रूप में उनकी भूमिका के अलावा, ये अणु जैविक रूप से सर्वव्यापी हैं और महत्वपूर्ण संख्या में प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं।

न्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट ऊर्जा से भरपूर उत्पाद हैं, जैसे एटीपी और सेलुलर प्रतिक्रियाओं की ऊर्जा मुद्रा के रूप में उपयोग किया जाता है। वे कोएंजाइम एनएडी ⁺, एनएडीपी ⁺, एफएमएन, एफएडी और कोएंजाइम ए का महत्वपूर्ण घटक हैं । अंत में, वे विभिन्न चयापचय मार्गों के नियामक तत्व हैं।

उदाहरण

कार्बनिक अणुओं के अनगिनत उदाहरण हैं। बायोकैमिस्ट द्वारा सबसे प्रमुख और अध्ययन नीचे चर्चा की जाएगी:

हीमोग्लोबिन

रक्त में लाल वर्णक हीमोग्लोबिन, प्रोटीन के क्लासिक उदाहरणों में से एक है। इसके व्यापक प्रसार और आसान अलगाव के लिए धन्यवाद, यह प्राचीन काल से अध्ययन किया गया प्रोटीन है।

यह चार सबयूनिट से बना एक प्रोटीन है, यही वजह है कि यह दो अल्फा और दो बीटा इकाइयों के साथ टेट्रामिक वर्गीकरण के अंतर्गत आता है। हीमोग्लोबिन सबयूनिट मांसपेशियों में ऑक्सीजन के अपवाह के लिए जिम्मेदार एक छोटे प्रोटीन से संबंधित हैं: मायोग्लोबिन।

हीम समूह पोर्फिरीन का व्युत्पन्न है। यह हीमोग्लोबिन की विशेषता है और साइटोक्रोमेस में पाया जाने वाला एक ही समूह है। हीम समूह रक्त के विशिष्ट लाल रंग के लिए जिम्मेदार है और भौतिक क्षेत्र है जहां प्रत्येक ग्लोबिन मोनोमर ऑक्सीजन के साथ बांधता है।

इस प्रोटीन का मुख्य कार्य गैस विनिमय के लिए जिम्मेदार अंग से ऑक्सीजन का परिवहन है - इसे फेफड़े, गलफड़े या त्वचा - केशिकाओं को श्वसन में उपयोग करने के लिए कहते हैं।

सेलूलोज़

सेल्यूलोज एक रैखिक बहुलक है जो डी-ग्लूकोज सबयूनिट से बना है, जो बीटा 1,4 प्रकार के बॉन्ड से जुड़ा हुआ है। अधिकांश पॉलीसेकेराइड की तरह, उनके पास एक सीमित अधिकतम आकार नहीं है। हालांकि, औसतन उनके पास लगभग 15,000 ग्लूकोज अवशेष हैं।

यह पौधों की कोशिका भित्ति का घटक है। सेलूलोज़ के लिए धन्यवाद, ये कठोर हैं और आसमाटिक तनाव का सामना करने की अनुमति देते हैं। इसी तरह, बड़े पौधों में, जैसे कि पेड़, सेलूलोज़ समर्थन और स्थिरता प्रदान करते हैं।

हालांकि यह मुख्य रूप से सब्जियों से संबंधित है, कुछ जानवरों को ट्यूनिकेट्स कहा जाता है, उनकी संरचना में सेल्यूलोज होता है।

यह अनुमान लगाया जाता है कि प्रति वर्ष औसतन 10 ¹⁵ किलोग्राम सेलुलोज संश्लेषित होता है - और अपमानित - प्रति वर्ष।

जैविक झिल्ली

जैविक झिल्ली मुख्य रूप से दो बायोमोलेक्यूल्स, लिपिड और प्रोटीन से बनी होती हैं। लिपिड का स्थानिक विरूपण एक बाइलर के रूप में होता है, जिसमें हाइड्रोफोबिक पूंछ अंदर की ओर इशारा करती है, और हाइड्रोफिलिक सिर बाहर की ओर इशारा करते हैं।

झिल्ली एक गतिशील इकाई है और इसके घटक अक्सर आंदोलनों का अनुभव करते हैं।

संदर्भ

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