जीव रसायन

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Biological Chemistry (journal)|Biological Chemistry (journal)

August 2025 जीव रसायन या जैव रसायन (केमिकल बायोलॉजी से भिन्न), जीवित जीवों के भीतर और उनसे संबंधित रासायनिक प्रक्रियाओं का अध्ययन है।[1] रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान दोनों की एक उप-शाखा, जीव रसायन को तीन क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है: संरचनात्मक जीव विज्ञान, एंजाइम विज्ञान (एंजाइमोलोजी), और चयापचय (मेटाबॉलिज्म)। 20वीं सदी के अंतिम दशकों में, जीव रसायन इन तीन विषयों के माध्यम से जीवित प्रक्रियाओं को समझाने में सफल रहा है। जीवन विज्ञान के लगभग सभी क्षेत्र जैव रासायनिक पद्धति और अनुसंधान के माध्यम से उजागर और विकसित किए जा रहे हैं।[2]

जीव रसायन उस रासायनिक आधार को समझने पर ध्यान केंद्रित करता है जो जैविक अणुओं को जीवित कोशिकाओं के भीतर और कोशिकाओं के बीच होने वाली प्रक्रियाओं को उत्पन्न करने की अनुमति देता है,[3] जो बदले में ऊतकों और अंगों के साथ-साथ जीव की संरचना और कार्य को समझने से बहुत अधिक संबंधित है।[4] जीव रसायन, आणविक जीव विज्ञान (जैविक घटनाओं के आणविक तंत्र का अध्ययन) से निकटता से संबंधित है।[5]

जीव रसायन का अधिकांश भाग जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स जैसे प्रोटीन, न्यूक्लिक अम्ल, कार्बोहाइड्रेट और लिपिड की संरचनाओं, कार्यों और अंतःक्रियाओं से संबंधित है। वे कोशिकाओं की संरचना प्रदान करते हैं और जीवन से जुड़े कई कार्यों को करते हैं।[6] कोशिका की रसायन विज्ञान छोटे अणुओं और आयनों की प्रतिक्रियाओं पर भी निर्भर करती है। ये अकार्बनिक (उदाहरण के लिए, जल और धातु आयन) या कार्बनिक (उदाहरण के लिए, अमीनो अम्ल, जिनका उपयोग प्रोटीन को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है) हो सकते हैं।[7] रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से अपने पर्यावरण से ऊर्जा का उपयोग करने के लिए कोशिकाओं द्वारा उपयोग किए जाने वाले तंत्र को चयापचय (मेटाबॉलिज्म) के रूप में जाना जाता है।

जीव रसायन के निष्कर्षों को मुख्य रूप से चिकित्सा, पोषण और कृषि में लागू किया जाता है। चिकित्सा में, जैव रसायनज्ञ रोग के कारणों और उपचार की जांच करते हैं।[8] पोषण अध्ययन करता है कि स्वास्थ्य और कल्याण को कैसे बनाए रखा जाए और साथ ही पोषण संबंधी कमियों के प्रभाव क्या हैं।[9] कृषि में, जैव रसायनज्ञ फसल की खेती, फसल भंडारण और कीट नियंत्रण में सुधार के लक्ष्य के साथ मिट्टी और उर्वरकों की जांच करते हैं। हाल के दशकों में, अनुसंधान, औद्योगिक प्रक्रियाओं और रोग के निदान और नियंत्रण के लिए उपयोगी उपकरण उत्पन्न करने के लिए जीवित प्रणालियों में हेरफेर करने के लिए इंजीनियरिंग के समस्या-समाधान दृष्टिकोण के साथ जैव रासायनिक सिद्धांतों और विधियों को जोड़ा गया हैजो जैव प्रौद्योगिकी का अनुशासन है।

इतिहास

মূল নিবন্ধ: History of biochemistry

अपनी सबसे व्यापक परिभाषा में, जीव रसायन को जीवित चीजों के घटकों और संरचना के अध्ययन के रूप में देखा जा सकता है और वे जीवन बनने के लिए कैसे एक साथ आते हैं। इस अर्थ में, जीव रसायन का इतिहास इसलिए प्राचीन यूनानियों जितना पुराना हो सकता है।[10] हालांकि, एक विशिष्ट वैज्ञानिक अनुशासन के रूप में जीव रसायन 19वीं शताब्दी में किसी समय, या थोड़ा पहले शुरू हुआ, यह इस बात पर निर्भर करता है कि जीव रसायन के किस पहलू पर ध्यान केंद्रित किया जा रहा है। कुछ लोगों ने तर्क दिया कि जीव रसायन की शुरुआत 1833 में एंसेलमे पायें द्वारा पहले एंजाइम, डायस्टेज (जिसे अब एमाइलेज कहा जाता है) की खोज हो सकती है,[11] जबकि अन्य लोगों ने 1897 में कोशिका-मुक्त अर्क में एक जटिल जैव रासायनिक प्रक्रिया मादक किण्वन के एडुआर्ड बुचनर के पहले प्रदर्शन को जीव रसायन का जन्म माना।[12][13] कुछ लोग जस्टस वॉन लीबिग के 1842 के प्रभावशाली कार्य, एनिमल केमेस्ट्री, ऑर, ऑर्गेनिक केमेस्ट्री इन इट्स एप्लीकेशंस टू फिजियोलॉजी एंड पैथोलॉजी, जिसने चयापचय का एक रासायनिक सिद्धांत प्रस्तुत किया,[10] को भी इसकी शुरुआत मान सकते हैं, या इससे भी पहले 18वीं शताब्दी के किण्वन और कोशिकीय श्वसन पर एंटोनी लव्वाज़िए के अध्ययनों को मान सकते हैं।[14][15] इस क्षेत्र के कई अन्य अग्रदूत जिन्होंने जीव रसायन की जटिलता की परतों को उजागर करने में मदद की, उन्हें आधुनिक जीव रसायन के संस्थापक घोषित किया गया है। एमिल फिशर, जिन्होंने प्रोटीन के रसायन विज्ञान का अध्ययन किया,[16] और एफ. गाउलैंड हॉपकिंस, जिन्होंने एंजाइमों और जीव रसायन की गतिशील प्रकृति का अध्ययन किया, शुरुआती जीव रसायनज्ञों के दो उदाहरण हैं।[17]

"बायोकेमिस्ट्री" (जीव रसायन) शब्द का प्रयोग सबसे पहले तब किया गया जब विन्ज़ेनज़ क्लेत्ज़िंस्की (1826–1882) ने 1858 में वियना में अपनी "कॉम्पेंडियम डेर बायोकेमी" छपवाई; यह जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान के संयोजन से निकला था। 1877 में, फेलिक्स हॉपपे-सेलेर ने ज़ीत्स्रिफ्ट फ़ुर फिजियोलॉजिस्के केमी (जर्नल ऑफ फिजियोलॉजिकल केमिस्ट्री) के पहले अंक की प्रस्तावना में शारीरिक रसायन विज्ञान (फिजियोलॉजिकल केमेस्ट्री) के पर्याय के रूप में इस शब्द (जर्मन में biochemie) का इस्तेमाल किया, जहाँ उन्होंने अध्ययन के इस क्षेत्र को समर्पित संस्थानों की स्थापना के लिए तर्क दिया।[18][19] हालाँकि, जर्मन रसायनज्ञ कार्ल न्यूबर्ग को अक्सर 1903 में इस शब्द को गढ़ने का श्रेय दिया जाता है,[20][21][22] जबकि कुछ ने इसका श्रेय फ्रांज हॉफमेस्टर को दिया।[23]

[24] एक समय यह आम तौर पर माना जाता था कि जीवन और इसकी सामग्रियों में गैर-जीवित पदार्थों में पाए जाने वाले किसी भी पदार्थ से अलग कुछ आवश्यक गुण या पदार्थ (जिसे अक्सर "महत्वपूर्ण सिद्धांत" कहा जाता है) था, और ऐसा सोचा जाता था कि केवल जीवित प्राणी ही जीवन के अणुओं का उत्पादन कर सकते हैं।[25] 1828 में, फ्रेडरिक वोहलर ने पोटेशियम साइनेट और अमोनियम सल्फेट से अपने संयोगीय यूरिया संश्लेषण पर एक शोध पत्र प्रकाशित किया; कुछ लोगों ने इसे जीववाद (वाइटलिज्म) का सीधा पतन और कार्बनिक रसायन विज्ञान की स्थापना माना।[26][27] हालाँकि, वोहलर के संश्लेषण ने विवाद पैदा कर दिया है क्योंकि कुछ लोग उनके हाथों जीववाद की मृत्यु को खारिज करते हैं।[28] तब से, जीव रसायन ने प्रगति की है, विशेष रूप से 20वीं शताब्दी के मध्य से, नई तकनीकों जैसे क्रोमैटोग्राफी, एक्स-रे विवर्तन, द्वि ध्रुवीकरण व्यतिकरणमिति, एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी, रेडियोआसोटोप लेबुलिंग, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और आणविक गतिकी सिमुलेशन के विकास के साथ। इन तकनीकों ने कोशिका के कई अणुओं और मेटाबोलिक मार्गों, जैसे ग्लाइकोलाइसिस और क्रेब्स चक्र (साइट्रिक एसिड चक्र) की खोज और विस्तृत विश्लेषण की अनुमति दी, और आणविक स्तर पर जीव रसायन की समझ पैदा की।[29][30]

जीव रसायन में एक अन्य महत्वपूर्ण ऐतिहासिक घटना जीन की खोज है, और कोशिका में सूचना के हस्तांतरण में इसकी भूमिका है। 1950 के दशक में, जेम्स डी. वॉटसन, फ्रांसिस क्रिक, रोज़ालिंड फ्रैंकलिन और मॉरिस विल्किंस डीएनए संरचना को सुलझाने और सूचना के आनुवंशिक हस्तांतरण के साथ इसके संबंध का सुझाव देने में महत्वपूर्ण थे।[31] 1958 में, जॉर्ज बीडल और एडवर्ड टेटम को कवकों पर किए गए कार्य के लिए नोबेल पुरस्कार मिला, जिससे यह पता चला कि एक जीन एक एंजाइम उत्पन्न करता है।[32] 1988 में, कोलिन पिचफर्क डीएनए साक्ष्य के साथ हत्या के लिए दोषी ठहराए जाने वाले पहले व्यक्ति थे, जिससे फोरेंसिक विज्ञान का विकास हुआ।[33] हाल ही में, एंड्रयू जेड. फायर और क्रेग सी. मेेलो को जीन अभिव्यक्ति के साइलेंसिंग में आरएनए हस्तक्षेप (RNAi) की भूमिका की खोज के लिए 2006 का नोबेल पुरस्कार मिला।[34]

जीवन के रासायनिक तत्व

আরও দেখুন: Composition of the human body, Dietary mineral

लगभग दो दर्जन रासायनिक तत्व विभिन्न प्रकार के जैविक जीवन के लिए आवश्यक हैं। पृथ्वी पर अधिकांश दुर्लभ तत्वों की जीवन को आवश्यकता नहीं होती है (अपवाद सेलेनियम और आयोडीन हैं),[35] जबकि कुछ सामान्य तत्व (एल्युमिनियम और टाइटेनियम) उपयोग नहीं किए जाते हैं। अधिकांश जीव तत्वों की आवश्यकताओं को साझा करते हैं, लेकिन पौधों और जानवरों के बीच कुछ अंतर हैं। उदाहरण के लिए, महासागर के शैवाल ब्रोमीन का उपयोग करते हैं,[36] और स्थलीय जानवर अपने संयोजी ऊतक (कनेक्टिव टिश्यू) में आयनिक ब्रोमाइड को शामिल करते हैं,[37] लेकिन यह स्थलीय पौधों के लिए गैर-आवश्यक है और उच्च मात्रा में समस्याग्रस्त भी हो सकता है।[38] सभी जानवरों को सोडियम की आवश्यकता होती है,[39] लेकिन यह पौधों के केवल एक छोटे उपसमूह के लिए एक आवश्यक तत्व है, हालांकि कई अन्य इसकी उपस्थिति में बेहतर वृद्धि करते हैं (अधिक जानकारी के लिए जीव विज्ञान में सोडियम देखें)।[40] पौधों को बोरॉन और सिलिकॉन की आवश्यकता होती है, लेकिन जानवरों को नहीं (या बहुत कम मात्रा में आवश्यकता हो सकती है)।[41]

जैव अणुओं का निर्माण केवल छह मुख्य मैक्रोन्यूट्रिएंट्स से होता है, जिन्हें संक्षेप में CHNOPS (कार्बन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, फास्फोरस और सल्फर) कहा जाता है, और ये छह तत्व हमारी सभी कोशिकाओं के द्रव्यमान का >99% हिस्सा बनाते हैं।[42][43] मनुष्यों को इसके अलावा चार प्रमुख आयनों (मैग्नीशियम, पोटेशियम, सोडियम और कैल्शियम) की महत्वपूर्ण मात्रा और कुछ अन्य तत्वों और आयनों की कम मात्रा की आवश्यकता होती है, जिन्हें माइक्रोन्यूट्रिएंट्स कहा जाता है।[44] मानव शरीर को बनाने वाले छह प्रमुख तत्वों के अलावा, मनुष्यों को संभवतः 18 और तत्वों की कम मात्रा की आवश्यकता होती है (पूरी सूची के लिए मानव शरीर की संरचना देखें)।[45]

जैव अणु

মূল নিবন্ধ: Biomolecule जीव रसायन में अणुओं के चार मुख्य वर्ग (जिन्हें अक्सर बायोमॉलिक्यूल कहा जाता है) कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, प्रोटीन और न्यूक्लिक अम्ल हैं।[46] कई जैविक अणु पॉलिमर होते हैं: मोनोमर नामक छोटी दोहराई जाने वाली इकाइयों की श्रृंखलाएं। जब मोनोमर्स को एक जैविक बहुलक को संश्लेषित करने के लिए एक साथ जोड़ा जाता है, तो वे डिहाइड्रेशन सिंथेसिस नामक प्रक्रिया से गुजरते हैं।[47] मैक्रोमोलेक्यूल्स समान या भिन्न प्रकार के अन्य अणुओं के साथ बड़े परिसरों में एकत्रित हो सकते हैं, जो अक्सर जैविक गतिविधि के लिए आवश्यक होते हैं।

कार्बोहाइड्रेट

মূল নিবন্ধ: Carbohydrate, Monosaccharide, Disaccharide, Polysaccharide

कार्बोहाइड्रेट के दो मुख्य कार्य ऊर्जा भंडारण और संरचना प्रदान करना हैं। 'शुगर' (शर्करा) शब्द आमतौर पर मोनो- और डाईसैकेराइड्स (नीचे परिभाषित) को संदर्भित करता है, जो पूर्व श्रेणी में आते हैं और स्वाद में मीठे होते हैं।[48] पृथ्वी पर ज्ञात किसी भी अन्य प्रकार के जैव अणु की तुलना में अधिक कार्बोहाइड्रेट हैं; इनका उपयोग ऊर्जा और आनुवंशिक जानकारी को संग्रहीत करने के साथ-साथ कोशिका से कोशिका अंतःक्रियाओं और संचार में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए किया जाता है।[49] कार्बोहाइड्रेट में आम तौर पर कार्बन:हाइड्रोजन:ऑक्सीजन का अनुपात 1:2:1 होता है, जिसका अर्थ है जल (H2O) के साथ कार्बन परमाणुओं का 1:1 अनुपात, जिससे "कार्बोहाइड्रेट" शब्द की उत्पत्ति हुई है।

सबसे सरल प्रकार का कार्बोहाइड्रेट एक मोनोसेकेराइड है, जिसका रासायनिक सूत्र C6H12O6 होता है लेकिन इनकी सटीक संरचनाएं भिन्न होती हैं।[50] ग्लूकोज, फ्रुक्टोज और गैलेक्टोज हेक्सोज हैं, यानी 6-कार्बन शर्करा, जो सूत्र C6H12O6 साझा करते हैं, लेकिन सटीक संरचना में भिन्न होते हैं।[51] एक जाना-माना पेंटोज, या 5-कार्बन शर्करा, डीऑक्सीराइबोज़ (C5H10O4) है, जो डीएनए का एक घटक है। एक मोनोसेकेराइड अचक्रीय (खुली श्रृंखला) रूप और चक्रीय रूप के बीच बदल सकता है।[51] यह रैखिक रूप के अंत में कार्बोनिल समूह के साथ हाइड्रॉक्सिल समूहों में से एक की प्रतिक्रिया के माध्यम से होता है, जो उन्हें ऑक्सीजन परमाणु के साथ जोड़ता है और इस प्रक्रिया में एक पानी का अणु छोड़ता है।[51] चक्रीय अणु में एक हेमीएसिटाल या हेमीकेटाल समूह होता है, जो इस बात पर निर्भर करता है कि रैखिक रूप एक एल्डोज था या एक केटोज, जो पहली बार कार्बोनिल समूह की स्थिति का वर्णन करता है।[52]

इन चक्रीय रूपों में, वलय में आमतौर पर 5 या 6 परमाणु होते हैं। इन रूपों को क्रमशः फ्यूरानोज और पाइरानोज कहा जाता है - फ्यूरान और पाइरान के सादृश्य से, समान कार्बन-ऑक्सीजन वलय वाले सबसे सरल यौगिक (हालांकि उनमें इन दो अणुओं के कार्बन-कार्बन द्विबंध नहीं होते हैं)।[51] उदाहरण के लिए, एल्डोहेक्सोज ग्लूकोज कार्बन 1 पर हाइड्रॉक्सिल और कार्बन 4 पर ऑक्सीजन के बीच एक हेमीएसिटाल लिंकेज बना सकता है, जिससे 5-सदस्यीय वलय वाला एक अणु प्राप्त होता है, जिसे ग्लूकोफ्यूरानोज कहा जाता है। यही प्रतिक्रिया 6-सदस्यीय वलय वाले अणु को बनाने के लिए कार्बन 1 और 5 के बीच हो सकती है, जिसे ग्लूकोपाइरानोज कहा जाता है। ध्यान दें कि इसका मतलब यह है कि पेंटोज/फ्यूरानोज और हेक्सोज/पाइरानोज, परस्पर बदलने योग्य जोड़े नहीं हैं: अणु में कार्बन की संख्या वलय में परमाणुओं की संख्या से भिन्न हो सकती है, क्योंकि सभी कार्बन जरूरी नहीं कि वलय रीढ़ में शामिल हों।[51]

दो मोनोसेकेराइड को एक ग्लाइकोसिडिक या एस्टर आबंध द्वारा एक डाईसैकेराइड में एक निर्जलीकरण प्रतिक्रिया के माध्यम से जोड़ा जा सकता है जिसके दौरान पानी का एक अणु निकलता है। विपरीत प्रतिक्रिया जिसमें एक डाइसैकेराइड का ग्लाइकोसिडिक आबंध दो मोनोसेकेराइड में टूट जाता है, उसे हाइड्रोलिसिस कहा जाता है।[51] सबसे प्रसिद्ध डाइसैकेराइड सुक्रोज या साधारण चीनी है, जिसमें ग्लूकोज अणु और फ्रुक्टोज अणु जुड़े होते हैं।[53] एक अन्य महत्वपूर्ण डाइसैकेराइड लैक्टोज है, जो दूध में पाया जाता है, जिसमें एक ग्लूकोज अणु और एक गैलेक्टोज अणु होता है।[54] लैक्टोज को लैक्टेज द्वारा हाइड्रोलाइज किया जा सकता है, और इस एंजाइम की कमी से लैक्टोज असहिष्णुता होती है।

जब कुछ (लगभग तीन से छह) मोनोसेकेराइड जुड़ जाते हैं, तो इसे ओलिगोसेकेराइड (oligo- का अर्थ "कुछ") कहा जाता है। ये अणु मार्कर और संकेतों के रूप में उपयोग किए जाते हैं, साथ ही कुछ अन्य उपयोग भी होते हैं।[55] जब बड़े समूहों को जोड़ा जाता है, तो इसे पॉलीसैकेराइड कहा जाता है। उन्हें एक लंबी रैखिक श्रृंखला में जोड़ा जा सकता है, या वे शाखित हो सकते हैं।[51] सबसे आम पॉलीसैकेराइड में से दो सेलूलोज़ और ग्लाइकोजन हैं, दोनों में दोहराए जाने वाले ग्लूकोज मोनोमर होते हैं। सेलूलोज़ पौधे की कोशिका भित्ति का एक महत्वपूर्ण संरचनात्मक घटक है और ग्लाइकोजन का उपयोग जानवरों में ऊर्जा भंडारण के रूप में किया जाता है। पौधों में ऊर्जा भंडारण पॉलीसैकेराइड को स्टार्च कहा जाता है।

शर्कराओं (Sugar) को अपचायक (reducing) या अनपचायक सिरों की उपस्थिति से पहचाना जा सकता है। कार्बोहाइड्रेट का अपचायक सिरा एक कार्बन परमाणु होता है जो खुली-श्रृंखला वाले एल्डिहाइड (aldehyde) (एल्डोस) या कीटो रूप (ketose) के साथ संतुलन में हो सकता है। यदि मोनोमर्स का जुड़ना ऐसे ही किसी कार्बन परमाणु पर होता है, तो पाइरानोस (pyranose) या फुरानोस (furanose) रूप का मुक्त हाइड्रॉक्सी समूह (hydroxy group) किसी अन्य शर्करा की OH-पार्श्व-श्रृंखला के साथ आदान-प्रदान कर लेता है, जिससे एक पूर्ण एसिटाल (acetal) का निर्माण होता है। यह एल्डिहाइड या कीटो रूप में श्रृंखला के खुलने से रोकता है और संशोधित अवशेष को अनपचायक बना देता है।[51] लैक्टोज में इसके ग्लूकोज अंश (मोइटी) पर एक अपचायक सिरा होता है, जबकि गैलैक्टोज अंश ग्लूकोज के C4-OH समूह के साथ एक पूर्ण एसिटाल बनाता है।[54] सैकरोज (Saccharose) में कोई अपचायक सिरा नहीं होता है क्योंकि ग्लूकोज के एल्डिहाइड कार्बन (C1) और फ्रुक्टोज के कीटो कार्बन (C2) के बीच पूर्ण एसिटाल का निर्माण होता है।

लिपपिड (Lipids)

মূল নিবন্ধ: Lipid, Glycerol, Fatty acid

[56][57]

लिपिड (Lipids) जैविक मूल के अपेक्षाकृत जल-अघुलनशील या नॉनपोलर यौगिकों के रूप में परिभाषित अणुओं की एक विविध श्रेणी है, जिसमें मोम (wax), फैटी एसिड, फैटी-एसिड से व्युत्पन्न फॉस्फोलिपिड, स्फिंगोलिपिड, ग्लाइकोलिपिड और टर्पीनाइड (उदा., रेटिनॉइड और स्टेरॉयड) शामिल हैं। यह उन्हें जैव अणुओं के अन्य समूहों से अद्वितीय बनाता है क्योंकि उन्हें संरचना के बजाय एक गुण द्वारा परिभाषित किया जाता है।[51] यह उन्हें एक विविध समूह बनाता है। कुछ लिपिड रैखिक, खुली-श्रृंखला वाले ऐलिफेटिक अणु होते हैं, जबकि अन्य में वलय संरचनाएं होती हैं। कुछ एरोमैटिक (चक्रीय [वलय] और समतलीय [चपटी] संरचना वाले) होते हैं जबकि अन्य नहीं होते हैं। कुछ लचीले होते हैं, जबकि अन्य कठोर होते हैं।[58]

संरचनात्मक रूप से लिपिड अत्यधिक विविध होते हैं। कुछ आम तौर पर पाए जाने वाले लिपिड, जैसे ट्राइग्लिसराइड्स (triglycerides - थोक लिपिड का मुख्य समूह) और फॉस्फोलिपिड्स (phospholipids - कोशिका झिल्लियों का एक प्रमुख घटक), फैटी एसिड से बंधे एक ग्लिसरोल रीढ़ से मिलकर बने होते हैं (पूर्व के लिए 3, बाद वाले के लिए 2)। फैटी एसिड संतृप्त (कार्बन श्रृंखला में कोई डबल बॉन्ड नहीं) या असंतृप्त (कार्बन श्रृंखला में एक या अधिक डबल बॉन्ड) हो सकते हैं।[51] फैटी एसिड को अक्सर सबसे सरल लिपिड माना जाता है, और सबसे छोटे फैटी एसिड, शॉर्ट-चेन फैटी एसिड (एससीएफए), अपने स्वास्थ्य लाभों के लिए जाने जाते हैं।[59] हालाँकि, ऐसे कई अन्य लिपिड मौजूद हैं जो इस पैटर्न का पालन नहीं करते हैं, इसलिए उन्हें बहुलक (पॉलिमर) नहीं माना जाता है क्योंकि सभी लिपिड में कोई एक पुनरावृत्ति वाला अणु नहीं पाया जाता है।[60] परिणामस्वरूप, फैटी एसिड, ग्लिसरोल और अन्य लिपिड प्रकारों में स्फिंगोसिन जैसे घटक मोनोमर नहीं हैं। उदाहरण के लिए, कोलेस्ट्रॉल पर विचार करें: एक ऐसा लिपिड जिसमें इनमें से कोई भी "बिल्डिंग ब्लॉक" अणु नहीं होता है, बल्कि इसके बजाय आपस में जुड़े कुछ नॉनपोलर वलय और कुछ कार्यात्मक समूह बाहर की ओर निकले होते हैं।[61]

अधिकांश लिपिड काफी हद तक अध्रुवीय होते हैं लेकिन उनमें कुछ ध्रुवीय गुण हो सकते हैं। सामान्य तौर पर, उनकी संरचना का अधिकांश भाग अध्रुवीय या हाइड्रोफोबिक ("पानी से डरने वाला") होता है, जिसका अर्थ है कि यह पानी जैसे ध्रुवीय विलायकों के साथ अच्छी तरह से प्रतिक्रिया नहीं करता है। कुछ लिपिड, जैसे फैटी एसिड और झिल्ली बनाने वाले फॉस्फोलिपिड, में एक ध्रुवीय या हाइड्रोफिलिक ("पानी से प्यार करने वाला") हेड समूह होता है जो पानी जैसे ध्रुवीय विलायकों के साथ जुड़ने की प्रवृत्ति रखता है। यह उन्हें एम्फीफिलिक अणु (हाइड्रोफोबिक और हाइड्रोफिलिक दोनों हिस्से रखने वाले) बनाता है। कोलेस्ट्रॉल के मामले में, ध्रुवीय समूह केवल एक –OH (हाइड्रॉक्सिल या अल्कोहल) होता है।[62] फॉस्फोलिपिड्स में अक्सर बड़े और अधिक विविध ध्रुवीय हेड समूह होते हैं।[51]

लिपिड हमारे दैनिक आहार का एक अभिन्न अंग हैं। खाना पकाने और खाने के लिए हम जितने भी तेल और दूध उत्पादों का उपयोग करते हैं जैसे कि मक्खन, पनीर, घी आदि, वे वसा से बने होते हैं, जो लिपिड के एक व्यापक वर्ग को संदर्भित कर सकता है, लेकिन पोषण और खाद्य विज्ञान में यह हमारे द्वारा खाए जाने वाले ट्राइग्लिसराइड्स को संदर्भित करता है।[63][64] वनस्पति तेल विभिन्न पॉलीअनसैचुरेटेड फैटी एसिड (PUFA) से भरपूर होते हैं जो हृदय-सुरक्षात्मक प्रभाव डाल सकते हैं, हालांकि स्वास्थ्य पर उनके समग्र प्रभाव के बारे में साक्ष्य अभी भी अनिर्णायक हैं।[64] लिपिड युक्त खाद्य पदार्थ शरीर के भीतर पाचन से गुजरते हैं और फैटी एसिड तथा ग्लिसरोल में टूट जाते हैं, जो ट्राइग्लिसराइड्स के अंतिम क्षरण उत्पाद हैं। लिपिड, विशेष रूप से फॉस्फोलिपिड, का उपयोग विभिन्न औषधीय उत्पाद में भी किया जाता है, या तो सह-विलायक के रूप में (उदा. पैतृक अर्क में) या फिर ड्रग कैरियर घटकों के रूप में (उदा. लाइपोसोम या ट्रांसफर्सोमे में)।[65][66]

प्रोटीन (Proteins)

মূল নিবন্ধ: Protein, Amino acid

प्रोटीन ऐसे बहुलक (पॉलिमर) हैं जो अमीनो एसिड नामक मोनोमर्स से बने होते हैं। एक अमीनो एसिड में एक अल्फा कार्बन परमाणु होता है जो एक अमीनो समूह (–NH2), एक कार्बोक्जिलिक एसिड समूह (–COOH) (यद्यपि शारीरिक स्थितियों के तहत ये –NH3+ और –COO− के रूप में मौजूद होते हैं), एक साधारण हाइड्रोजन परमाणु, और एक पार्श्व श्रृंखला से जुड़ा होता है जिसे सामान्यतः "–R" कहा जाता है। पार्श्व श्रृंखला "R" प्रत्येक अमीनो एसिड के लिए अलग होती है जिनमें से 20 मानक हैं। यह "R" समूह ही है जो प्रत्येक अमीनो एसिड को अलग बनाता है, और पार्श्व श्रृंखलाओं के गुण किसी प्रोटीन के समग्र त्रि-आयामी संरूपण (कॉन्फ़िगरेशन) को बहुत अधिक प्रभावित करते हैं।[51] कुछ अमीनो एसिड अपने आप या संशोधित रूप में कार्य करते हैं; उदाहरण के लिए, ग्लूटामेट एक महत्वपूर्ण न्यूरोट्रांसमीटर के रूप में कार्य करता है।[67] प्रोटीन बनाने के लिए, वे निर्जलीकरण संश्लेषण के माध्यम से प्रतिक्रिया करते हैं जो एक जल अणु को हटाती है और एक अमीनो एसिड के अमीनो समूह के नाइट्रोजन और दूसरे के कार्बोक्जिलिक एसिड समूह के कार्बन के बीच एक पेप्टाइड बंध बनाती है। परिणामी अणु को डाइपेप्टाइड कहा जाता है, और अमीनो एसिड के छोटे खंडों (आमतौर पर तीस से कम) को पेप्टाइड या पॉलीपेप्टाइड कहा जाता है। लंबे खंडों को 'प्रोटीन' की उपाधि मिलती है। एक उदाहरण के रूप में, महत्वपूर्ण रक्त प्लाज्मा प्रोटीन एल्ब्यूमिन में 585 अमीनो एसिड अवशेष होते हैं।[68]

प्रोटीन की संरचनात्मक और/या कार्यात्मक भूमिकाएँ हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, प्रोटीन एक्टिन और मायोसिन की गति अंततः कंकाल की मांसपेशियों के संकुचन के लिए जिम्मेदार होती है।[69] कई प्रोटीनों का एक गुण यह है कि वे विशिष्ट रूप से किसी निश्चित अणु या अणुओं के वर्ग से बंधते हैं - वे जिस चीज से बंधते हैं उसमें वे अत्यधिक चयनात्मक हो सकते हैं। एंटीबॉडी उन प्रोटीनों का एक उदाहरण हैं जो एक विशिष्ट प्रकार के अणु से जुड़ते हैं। एंटीबॉडी दो भारी और दो हल्की श्रृंखलाओं से बने होते हैं जो विशिष्ट सिस्टीन अवशेषों के बीच डिसल्फाइड लिंकेज द्वारा जुड़े होते हैं। एंटीबॉडी एन-टर्मिनल डोमेन में अंतर के आधार पर भिन्नता के माध्यम से विशिष्ट होते हैं, जो उन्हें प्रतिरक्षा संबंधी एंटीजनों से मजबूती से बंधने की अनुमति देता है।[70][71] एंजाइम-लिंक्ड इम्युनोसॉरबेंट परख (enzyme-linked immunosorbent assay - ELISA), जो एंटीबॉडी का उपयोग करता है, विभिन्न जैव अणुओं का पता लगाने के लिए आधुनिक चिकित्सा द्वारा उपयोग किए जाने वाले सबसे संवेदनशील परीक्षणों में से एक है।

हालाँकि, शायद सबसे महत्वपूर्ण प्रोटीन एंजाइम हैं। एक जीवित कोशिका में लगभग हर प्रतिक्रिया के लिए प्रतिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा को कम करने के लिए एक एंजाइम की आवश्यकता होती है। ये अणु विशिष्ट अभिकारक अणुओं को पहचानते हैं जिन्हें सब्सट्रेट कहा जाता है; फिर वे उनके बीच की प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं। सक्रियण ऊर्जा को कम करके, एंजाइम उस प्रतिक्रिया को 1011 या उससे अधिक की दर से तेज कर देता है; एक ऐसी प्रतिक्रिया जिसे स्वाभाविक रूप से पूरा होने में 3,000 वर्ष से अधिक का समय लगेगा, वह एंजाइम के साथ एक सेकंड से भी कम समय में हो सकती है। एंजाइम स्वयं इस प्रक्रिया में उपयोग नहीं होता है और नए सब्सट्रेट के एक समूह के साथ समान प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करने के लिए स्वतंत्र रहता है। विभिन्न संशोधकों का उपयोग करके, एंजाइम की गतिविधि को विनियमित किया जा सकता है, जिससे संपूर्ण रूप से कोशिका के बायोकेमिस्ट्री के नियंत्रण को सक्षम किया जा सकता है।[51]

प्रोटीन की संरचना को पारंपरिक रूप से चार स्तरों के पदानुक्रम में वर्णित किया जाता है। एक प्रोटीन की प्राथमिक संरचना में अमीनो एसिड का इसका रैखिक क्रम होता है; उदाहरण के लिए, "एलानिन-ग्लाइसिन-ट्रिप्टोफैन-सेरिन-ग्लूटामेट-एस्पांजन-ग्लाइसिन-लाइसिन-..."। द्वितीयक संरचना स्थानीय आकृति विज्ञान (मॉर्फोलॉजी संरचना का अध्ययन है) से संबंधित है। अमीनो एसिड के कुछ संयोजन एक कुंडल में मुड़ने की प्रवृत्ति रखते हैं जिसे α-हेलिक्स कहा जाता है या एक शीट में जिसे β-शीट कहा जाता है; कुछ α-हेलिक्स को ऊपर दिए गए हीमोग्लोबिन आरेख में देखा जा सकता है। तृतीयक संरचना प्रोटीन का संपूर्ण त्रि-आयामी आकार है। यह आकार अमीनो एसिड के अनुक्रम द्वारा निर्धारित होता है। वास्तव में, एक भी परिवर्तन पूरी संरचना को बदल सकता है। उदाहरण के लिए, हीमोग्लोबिन की बीटा श्रृंखला में 146 अमीनो एसिड अवशेष होते हैं; स्थिति 6 पर ग्लूटामेट अवशेष को वैलीन अवशेष द्वारा प्रतिस्थापित करना हीमोग्लोबिन के व्यवहार को इतना बदल देता है कि इसके परिणामस्वरूप सिकल-सेल रोग हो जाता है।[72] अंत में, चतुर्घातक संरचना यह है कि कैसे अलग-अलग पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं अंतिम प्रोटीन बनाने के लिए एक दूसरे के साथ बातचीत करती हैं। यह केवल कई श्रृंखलाओं से बने प्रोटीन पर लागू होता है, जैसे कि इसके चार सबयूनिट्स वाला हीमोग्लोबिन, जबकि कई अन्य में केवल एक श्रृंखला होती है।[73]

अंतर्ग्रहण प्रोटीन को आमतौर पर छोटी आंत में एकल अमीनो एसिड या डाइपेप्टाइड में तोड़ दिया जाता है और फिर अवशोषित कर लिया जाता है। फिर उन्हें नए प्रोटीन बनाने के लिए जोड़ा जा सकता है। ग्लाइकोलिसिस, साइट्रिक एसिड चक्र और पेंटोज़ फॉस्फेट मार्ग के मध्यवर्ती उत्पादों का उपयोग सभी बीस अमीनो एसिड बनाने के लिए किया जा सकता है, और अधिकांश बैक्टीरिया और पौधों के पास उन्हें संश्लेषित करने के लिए सभी आवश्यक एंजाइम होते हैं (अधिक जानकारी अमीनो एसिड संश्लेषण में देखें)। हालाँकि, मनुष्य और अन्य स्तनधारी उनमें से केवल आधे को ही संश्लेषित कर सकते हैं। वे आइसोल्यूसिन, ल्यूसिन, लाइसिन, मेथियोनीन, फेनिलएलानिन, थ्रियोनीन, ट्रिप्टोफैन, हिस्टिडाइन और वैलीन को संश्लेषित नहीं कर सकते हैं। चूँकि इन्हें अंतर्ग्रहण किया जाना चाहिए, इसलिए ये आवश्यक अमीनो अम्ल हैं।[74] स्तनधारियों के पास एलानिन, एस्पांजन, एस्पार्टेट, सिस्टीन, ग्लूटामेट, ग्लूटामिन, ग्लाइसिन, प्रोलाइन, सेरिन और टाइरोसिन (जो गैर-आवश्यक अमीनो एसिड हैं) को संश्लेषित करने के लिए एंजाइम मौजूद होते हैं। हालांकि वे आर्जिनीन को संश्लेषित कर सकते हैं, वे इसे युवा, बढ़ते जानवरों के लिए पर्याप्त मात्रा में उत्पादित नहीं कर सकते हैं, और इसलिए इन्हें अक्सर आवश्यक अमीनो एसिड भी माना जाता है।[75]

यदि किसी अमीनो एसिड से अमीनो समूह को हटा दिया जाए, तो यह एक कार्बन कंकाल छोड़ देता है जिसे α-कीटो एसिड कहा जाता है। ट्रांसएमिनेस नामक एंजाइम आसानी से एक अमीनो एसिड से अमीनो समूह को दूसरे α-कीटो एसिड में स्थानांतरित कर सकते हैं (इसे एक अमीनो एसिड बनाते हुए) (इसे एक α-कीटो एसिड बनाते हुए)। यह अमीनो एसिड के जैवसंश्लेषण में महत्वपूर्ण है, क्योंकि कई मार्गों के लिए, अन्य जैव रासायनिक मार्गों से मध्यवर्ती को α-कीटो एसिड कंकाल में परिवर्तित किया जाता है, और फिर एक अमीनो समूह जोड़ा जाता है, अक्सर ट्रांसमिनेशन के माध्यम से। फिर अमीनो एसिड को एक प्रोटीन बनाने के लिए एक साथ जोड़ा जा सकता है।[76]

प्रोटीन को पहले उनके घटक अमीनो एसिड में हाइड्रोलाइज करके तोड़ा जाता है।[77] इन अमीनो एसिड का आगे टूटना मुक्त अमोनिया (NH3) जारी करता है, जो रक्त में अमोनियम आयन (NH4+) के रूप में मौजूद होता है, जो जीवन रूपों के लिए विषैला होता है। इसलिए इसके उत्सर्जन के लिए एक उपयुक्त तरीका मौजूद होना चाहिए। जानवरों की ज़रूरतों के आधार पर, विभिन्न जानवरों में अलग-अलग रणनीतियाँ विकसित हुई हैं। एकिकोषकीय जीव अमोनिया को पर्यावरण में छोड़ देते हैं। इसी तरह, बोनफिश (ओस्टेइचथिस) अमोनिया को उस पानी में छोड़ सकती हैं जहाँ इसे जल्दी से मिलाया जाता है। सामान्य तौर पर, स्तनधारी यूरिया चक्र के माध्यम से अमोनिया को यूरिया में परिवर्तित करते हैं।[78]

यह निर्धारित करने के लिए कि क्या दो प्रोटीन संबंधित हैं, या दूसरे शब्दों में यह तय करने के लिए कि वे समजात (homologous) हैं या नहीं, वैज्ञानिक अनुक्रम-तुलना विधियों का उपयोग करते हैं। सिक्वेंस एलाइनमेंट और स्ट्रक्चरल एलाइनमेंट जैसी विधियाँ शक्तिशाली उपकरण हैं जो वैज्ञानिकों को संबंधित अणुओं के बीच समजातता की पहचान करने में मदद करती हैं।[79][80] समजातता वैज्ञानिकों को प्रोटीन के बीच विकासात्मक संबंधों को समझने और उनकी संरचना और इस प्रकार उनके कार्य की समझ का विस्तार करने में मदद करती है।[81][82]

न्यूक्लिक अम्ल (Nucleic acids)

মূল নিবন্ধ: Nucleic acid, DNA, RNA, Nucleotide

न्यूक्लिक एसिड, जिन्हें उनके सेलुलर केंद्रकों में व्यापकता के कारण ऐसा कहा जाता है, इस जैवबहुलक परिवार का सामान्य नाम है। वे जटिल, उच्च-आणविक-भार वाले जैव रासायनिक मैक्रोमोलेक्यूल्स हैं जो सभी जीवित कोशिकाओं और विषाणुओं में आनुवंशिक जानकारी को एनकोड करते हैं।[2] उनके मोनोमर्स को न्यूक्लियोटाइड कहा जाता है, और प्रत्येक में तीन घटक होते हैं: एक नाइट्रोजनयुक्त हेट्रोसाइक्लिक क्षार (या तो एक प्यूरिन या एक पाइरीमिडीन), एक पेंटोज शर्करा, और एक फॉस्फेट समूह।[83]

सबसे आम न्यूक्लिक एसिड डीऑक्सीराइबोक्लिक अम्ल (DNA) और राइबोक्लिक अम्ल (RNA) हैं। प्रत्येक का फॉस्फेट समूह और शर्करा न्यूक्लिक एसिड की रीढ़ बनाने के लिए न्यूक्लियोटाइड बॉन्ड बनाते हैं, जबकि नाइट्रोजनयुक्त आधारों का अनुक्रम जानकारी संग्रहीत करता है। सबसे आम नाइट्रोजनयुक्त क्षार एडेनिन, साइटोसिन, गुआनिन, थाइमिन और यूरैसिल हैं। न्यूक्लिक एसिड के प्रत्येक स्ट्रैंड के नाइट्रोजनयुक्त क्षार न्यूक्लिक एसिड के एक पूरक स्ट्रैंड में एक विशिष्ट साथी क्षार के साथ हाइड्रोजन बंध बनाएंगे। एडेनिन थाइमिन या यूरैसिल के साथ बंधता है, और साइटोसिन और गुआनिन एक दूसरे के साथ बंधते हैं। एडेनिन, थाइमिन और यूरैसिल दो हाइड्रोजन बॉन्ड बनाते हैं, जबकि साइटोसिन और गुआनिन तीन बनाते हैं।[51]

कोशिका की आनुवंशिक सामग्री के अलावा, न्यूक्लिक एसिड अक्सर द्वितीयक संदेशवाहक के रूप में भूमिका निभाते हैं, साथ ही सभी जीवित जीवों में पाए जाने वाले प्राथमिक ऊर्जा-वाहक अणु, एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (ATP) के लिए आधार अणु बनाते हैं। एडेनोसिन के अलावा अन्य न्यूक्लियोटाइड अन्य, कम सामान्य, ऊर्जा-वाहक अणु जैसे कि GTP में गुआनोसिन या UTP में यूरैसिल बनाते हुए भी पाए जा सकते हैं। इसके अलावा, जबकि एडेनिन, साइटोसिन और गुआनिन दोनों RNA और DNA में होते हैं, थाइमिन केवल DNA में होता है और यूरैसिल RNA में होता है।[51]

उपापचय (Metabolism)=

ऊर्जा स्रोत के रूप में कार्बोहाइड्रेट

মূল নিবন্ধ: Carbohydrate metabolism, Carbon cycle ग्लूकोज अधिकांश जीवन रूपों में एक ऊर्जा स्रोत है। उदाहरण के लिए, पॉलिसैक्राइड को एंजाइम द्वारा उनके मोनोमर्स में तोड़ा जाता है (ग्लाइकोजन फॉस्फोराइलेज ग्लाइकोजन से ग्लूकोज अवशेषों को हटाता है, जो एक पॉलिसैक्राइड है)। लैक्टोज या सुक्रोज जैसे डिसैक्राइड को उनके दो घटक मोनोसैकराइड में क्लेव किया जाता है।[84]

ग्लाइकोलाइसिस (अवायवीय)

ग्लूकोज का मुख्य रूप से एक बहुत ही महत्वपूर्ण दस-चरण वाले पाथवे (पथ) द्वारा चयापचय होता है जिसे glycolysis (ग्लाइकोलाइसिस) कहा जाता है, जिसका कुल परिणाम ग्लूकोज के एक अणु को pyruvate (पाइरुवेट) के दो अणुओं में तोड़ना है। इससे ATP (कोशिकाओं की ऊर्जा मुद्रा) के शुद्ध दो अणु भी उत्पन्न होते हैं, साथ ही NAD+ (निकोटीनएमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड: ऑक्सीकृत रूप) को NADH (निकोटीनएमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड: अपचयित रूप) में बदलने के दो अपचयन तुल्यांक (reducing equivalents) उत्पन्न होते हैं। इसके लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं होती है; यदि ऑक्सीजन उपलब्ध नहीं है (या कोशिका ऑक्सीजन का उपयोग नहीं कर सकती है), तो पाइरुवेट को लैक्टेट (लैक्टिक एसिड) में (जैसे कि मनुष्यों में) या ethanol (एथेनॉल) और कार्बन डाइऑक्साइड में (जैसे कि यीस्ट में) परिवर्तित करके NAD को पुनर्जीवित किया जाता है। अन्य मोनोसैकेराइड जैसे गैलेक्टोज और फ्रुक्टोज को ग्लाइकोलाइटिक पाथवे के मध्यवर्ती यौगिकों में परिवर्तित किया जा सकता है।[85]

वायवीय

पर्याप्त ऑक्सीजन युक्त वायवीय कोशिकाओं में, जैसे अधिकांश मानव कोशिकाओं में, पाइरुवेट का आगे चयापचय होता है। यह अपरिवर्तनीय रूप से acetyl-CoA (एसिटाइल-कोए) में परिवर्तित हो जाता है, जिससे अपशिष्ट उत्पाद carbon dioxide (कार्बन डाइऑक्साइड) के रूप में एक कार्बन परमाणु निकलता है, और NADH के रूप में एक और अपचयन तुल्यांक उत्पन्न होता है। एसिटाइल-कोए के दो अणु (ग्लूकोज के एक अणु से) तब citric acid cycle (साइट्रिक एसिड चक्र) में प्रवेश करते हैं, जिससे ATP के दो अणु, छह और NADH अणु और दो अपचयित (यूबी)क्विनोन (FADH2 के माध्यम से एंजाइम-बद्ध सहकारक के रूप में) उत्पन्न होते हैं, और शेष कार्बन परमाणुओं को कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में मुक्त करते हैं। इसके बाद उत्पन्न NADH और क्विनॉल अणु श्वसन श्रृंखला के एंजाइम परिसरों में प्रवेश करते हैं, जो एक electron transport system (इलेक्ट्रॉन परिवहन प्रणाली) है जो अंततः इलेक्ट्रॉनों को ऑक्सीजन में स्थानांतरित करती है और एक झिल्ली पर प्रोटोन प्रवणता (proton gradient) के रूप में मुक्त ऊर्जा का संरक्षण करती है (यूकैरियोट्स में आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली)। इस प्रकार, ऑक्सीजन जल में अपचयित हो जाती है और मूल इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता NAD+ और quinone (क्विनोन) पुनर्जीवित हो जाते हैं। यही कारण है कि मनुष्य ऑक्सीजन अंदर लेते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं। NADH और क्विनॉल में उच्च-ऊर्जा अवस्थाओं से इलेक्ट्रॉनों को स्थानांतरित करने से निकलने वाली ऊर्जा को पहले प्रोटोन प्रवणता के रूप में संरक्षित किया जाता है और एटीपी सिंथेस (ATP synthase) के माध्यम से ATP में परिवर्तित किया जाता है। इससे ATP के अतिरिक्त 28 अणु उत्पन्न होते हैं (8 NADH से 24 + 2 क्विनॉल से 4), जो निम्नीकृत ग्लूकोज प्रति कुल 32 ATP अणुओं का संरक्षण करते हैं (ग्लाइकोलाइसिस से दो + साइट्रेट चक्र से दो)।[86] यह स्पष्ट है कि ग्लूकोज को पूरी तरह से ऑक्सीकृत करने के लिए ऑक्सीजन का उपयोग करने से किसी जीव को किसी भी ऑक्सीजन-स्वतंत्र चयापचय विशेषता की तुलना में कहीं अधिक ऊर्जा मिलती है, और ऐसा माना जाता है कि यही कारण है कि जटिल जीवन पृथ्वी के वायुमंडल में बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन जमा होने के बाद ही प्रकट हुआ था।

ग्लूकोनियोजेनेसिस

মূল নিবন্ধ: Gluconeogenesis कशेरुकियों में, जोरदार तरीके से संकुचित होने वाली कंकाल की मांसपेशियां (उदाहरण के लिए, वेटलिफ्टिंग या स्प्रिंटिंग के दौरान) ऊर्जा की मांग को पूरा करने के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन प्राप्त नहीं करती हैं, और इसलिए वे अवायवीय चयापचय की ओर रुख करती हैं, जिससे ग्लूकोज लैक्टेट में परिवर्तित हो जाता है। गैर-कार्बोहाइड्रेट स्रोतों, जैसे वसा और प्रोटीन से ग्लूकोज का संयोजन। यह तभी होता है जब यकृत (लिवर) में glycogen (ग्लाइकोजन) की आपूर्ति समाप्त हो जाती है। यह पाथवे पाइरुवेट से ग्लूकोज तक glycolysis (ग्लाइकोलाइसिस) का एक महत्वपूर्ण उत्क्रमण है और अमीनो एसिड, ग्लिसरोल और क्रेब्स चक्र जैसे कई स्रोतों का उपयोग कर सकता है। बड़े पैमाने पर प्रोटीन और वसा catabolism (अपचय) आमतौर पर तब होता है जब लोग भुखमरी या कुछ अंतःस्रावी विकारों से पीड़ित होते हैं।[87] यकृत, gluconeogenesis (ग्लूकोनियोजेनेसिस) नामक प्रक्रिया का उपयोग करके ग्लूकोज को पुनर्जीवित करता है। यह प्रक्रिया ग्लाइकोलाइसिस के ठीक विपरीत नहीं है, और वास्तव में ग्लाइकोलाइसिस से प्राप्त ऊर्जा की मात्रा से तीन गुना अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है (ग्लाइकोलाइसिस में प्राप्त दो अणुओं की तुलना में एटीपी के छह अणुओं का उपयोग किया जाता है)। उपर्युक्त प्रतिक्रियाओं के समरूप, उत्पादित ग्लूकोज तब उन ऊतकों में ग्लाइकोलाइसिस से गुजर सकता है जिन्हें ऊर्जा की आवश्यकता होती है, ग्लाइकोजन (या पौधों में स्टार्च) के रूप में संग्रहीत किया जा सकता है, या अन्य मोनोसैकेराइड में परिवर्तित किया जा सकता है या डाई- या ऑलिगोसैकेराइड में जोड़ा जा सकता है। व्यायाम के दौरान ग्लाइकोलाइसिस के संयुक्त पाथवे, रक्त aliran के माध्यम से लैक्टेट का यकृत में जाना, उसके बाद ग्लूकोनियोजेनेसिस और रक्त प्रवाह में ग्लूकोज का निकलना Cori cycle (कोरी चक्र) कहलाता है।[88]

अन्य "आणविक-स्तरीय" जैविक विज्ञानों से संबंध

August 2023 section

जैव रसायन में शोधकर्ता जैव रसायन के लिए विशिष्ट तकनीकों का उपयोग करते हैं (उदाहरण के लिए, एंजाइम कैनेटिक्स या उपकोशिकीय प्रभाजन), लेकिन तेजी से इन्हें आनुवंशिकी, आणविक जीव विज्ञान और बायोफिज़िक्स के क्षेत्रों में विकसित तकनीकों और विचारों के साथ जोड़ते हैं। इन विषयों के बीच कोई निश्चित रेखा नहीं है। जैव रसायन अणुओं की जैविक गतिविधि के लिए आवश्यक रसायन विज्ञान का अध्ययन करता है, आणविक जीव विज्ञान उन अणुओं की जैविक गतिविधि का अध्ययन करता है, और आनुवंशिकी उनकी आनुवंशिकता का अध्ययन करता है, जो संयोगवश उनके जीनोम द्वारा ले जाया जाता है। यह निम्नलिखित योजना में दिखाया गया है जो क्षेत्रों के बीच संबंधों के एक संभावित दृष्टिकोण को दर्शाता है:

  • जैव रसायन (Biochemistry) जीवित जीवों में होने वाले रासायनिक पदार्थों और महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं का अध्ययन है। जैव रसायनज्ञ जैव-अणुओं की भूमिका, कार्य और संरचना पर बहुत अधिक ध्यान केंद्रित करते हैं। जैविक प्रक्रियाओं के पीछे के रसायन विज्ञान का अध्ययन और जैविक रूप से सक्रिय अणुओं का संश्लेषण जैव रसायन के अनुप्रयोग हैं। जैव रसायन परमाणु और आणविक स्तर पर जीवन का अध्ययन करता है।
  • आनुवंशिकी (Genetics) जीवों में आनुवंशिक अंतर के प्रभाव का अध्ययन है। इसका अनुमान अक्सर किसी सामान्य घटक (जैसे एक जीन) की अनुपस्थिति से लगाया जा सकता है। "उत्परिवर्ती (म्यूटेंट्स)" का अध्ययन - ऐसे जीव जिनमें तथाकथित "वाइल्ड टाइप" या सामान्य फेनोटाइप के संबंध में एक या अधिक कार्यात्मक घटक नहीं होते हैं। आनुवंशिक संपर्क (एपिस्टेसिस) अक्सर इस तरह के "नॉकआउट" अध्ययनों की सरल व्याख्याओं को भ्रमित कर सकते हैं।
  • आणविक जीव विज्ञान (Molecular biology) आणविक संश्लेषण, संशोधन, तंत्र और अंतःक्रियाओं पर ध्यान केंद्रित करते हुए जैविक घटनाओं के आणविक आधार का अध्ययन है। आणविक जीव विज्ञान का केंद्रीय डोग्मा, जहाँ आनुवंशिक सामग्री को आरएनए में प्रतिलेखन (ट्रांसक्रिप्ट) किया जाता है और फिर प्रोटीन में अनुवादित किया जाता है, अत्यधिक सरलीकरण के बावजूद, अभी भी क्षेत्र को समझने के लिए एक अच्छा शुरुआती बिंदु प्रदान करता है। आरएनए के लिए उभरती हुई नई भूमिकाओं के प्रकाश में इस अवधारणा को संशोधित किया गया है।
  • रासायनिक जीव विज्ञान छोटे अणुओं पर आधारित नए उपकरण विकसित करना चाहता है जो उनके कार्य के बारे में विस्तृत जानकारी प्रदान करते हुए जैविक प्रणालियों के न्यूनतम व्यवधान की अनुमति देते हैं। इसके अलावा, रासायनिक जीव विज्ञान जैव-अणुओं और सिंथेटिक उपकरणों के बीच गैर-प्राकृतिक संकर (हाइब्रिड) बनाने के लिए जैविक प्रणालियों का उपयोग करता है (उदाहरण के लिए, खाली किए गए वायरल कैप्सिड जो जीन थेरेपी या ड्रग अणुओं को वितरित कर सकते हैं)।

यह भी देखें

মূল নিবন্ধ: Outline of biochemistry

सूचियाँ

यह भी देखें

नोट्स


संदर्भ

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उद्धृत साहित्य

30em

आगे की पठन सामग्री

30em

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  • Keith Roberts, Martin Raff, Bruce Alberts, Peter Walter, Julian Lewis and Alexander Johnson, Molecular Biology of the Cell
    • 4th Edition, Routledge, March, 2002, hardcover, 1616 pp. 0-8153-3218-1
    • 3rd Edition, Garland, 1994, 0-8153-1620-8
    • 2nd Edition, Garland, 1989, 0-8240-3695-6
  • Kohler, Robert. From Medical Chemistry to Biochemistry: The Making of a Biomedical Discipline. Cambridge University Press, 1982.
  • (2017). "Wikipedia as a gateway to biomedical research: The relative distribution and use of citations in the English Wikipedia". PLOS ONE. 12 (12). doi:10.1371/journal.pone.0190046.

बाहरी क ड़ियाँ

स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Biochemistry” लेख का अनुवाद। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Biochemistry यह अनुवाद स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

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