एक बायोमोलेक्यूल जीवित जीवों में मौजूद अणुओं के लिए एक शिथिल
जैव विज्ञान प्रकाशन
एक बायोमोलेक्यूल जीवित जीवों में मौजूद अणुओं के लिए एक शिथिल परिभाषित शब्द है, जो विकास, कोशिका विभाजन या प्रजनन सहित एक या कई सामान्य रूप से होने वाली चयापचय प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण हैं। बायोमोलेक्यूल्स में प्रोटीन, फैटी एसिड, लिपिड और डीएनए सहित बड़ी मैक्रोमोलेक्यूलर इकाइयाँ (या मोनोमर्स) और द्वितीयक मेटाबोलाइट्स, विटामिन, खनिज और एंजाइम सहित छोटे अणु होते हैं। कार्य के संदर्भ में, कुछ अणु चयापचय में महत्वपूर्ण हैं; अन्य प्रतिरक्षा प्रणाली, न्यूरोट्रांसमिशन, सूजन, न्यूरोट्रांसरेग्यूलेशन, न्यूरोएंडोक्राइन सिस्टम और इंट्रासेल्युलर सिग्नलिंग में शामिल हैं।
बायोमोलेक्यूल्स चयापचय में एक अभिन्न भूमिका निभाते हैं। वे सीधे जीन, हार्मोन, रिसेप्टर्स और अन्य अणुओं के साथ बातचीत करके कोशिका के कामकाज को प्रभावित करते हैं। आणविक रूप से, इन अणुओं को रासायनिक यौगिक माना जाता है जो एकल-कोशिका या बहुकोशिकीय हो सकते हैं। बहुकोशिकीय अणुओं में प्रोस्टाग्लैंडीन, मेटाबोलाइट रसायन, ग्लाइकोसिलेशन, ग्लाइकोसाइड मेटाबोलिक गेटवे आदि शामिल हो सकते हैं। बायोमोलेक्यूलस शब्द आणविक संस्थाओं के एक विस्तृत स्पेक्ट्रम को शामिल करता है, जिसमें फ्लेवोनोइड्स, नीलगिरी, टेरपेनोइड्स, कोलेस्ट्रॉल, हार्मोन, विटामिन, खनिज, एंजाइम, न्यूरोट्रांसमीटर, प्रतिरक्षा, मोबाइल शामिल हैं। घटक, ज़ैंथोन और कुछ अन्य।
कुछ महत्वपूर्ण जैव अणु ट्राइग्लिसराइड्स (लिपिड के रूप में भी जाना जाता है), लिपोप्रोटीन, फॉस्फोलिपिड, मुक्त फैटी एसिड (मुक्त फैटी एसिड) और स्टेरॉयड हैं। लिपिड कई ढीले कणों से बने होते हैं, जो आगे कोलेस्ट्रॉल और ट्राइग्लिसराइड्स से बने होते हैं। लिपोप्रोटीन लिपिड की श्रृंखलाएं हैं जो आमतौर पर ट्राइग्लिसराइड्स से उत्पन्न होती हैं। कई लिपोप्रोटीन कोलेस्ट्रॉल संश्लेषण और परिवहन में शामिल होते हैं। फॉस्फोलिपिड जैसे अन्य लिपिड फैटी एसिड संश्लेषण और परिवहन में शामिल होते हैं।
चयापचय एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें शरीर भोजन को ऊर्जा में परिवर्तित करता है। कई अलग-अलग प्रकार के एंजाइम होते हैं और प्रत्येक का एक विशिष्ट कार्य होता है। एंजाइमों का एक वर्ग एक्सोएंजाइम है। पौधों और जानवरों में क्रमशः चयापचय में उनकी भूमिका होती है। मछली एक जीव का एक अच्छा उदाहरण है जिसमें एंजाइम होते हैं।
न्यूक्लिक एसिड जीवित जीवों की आनुवंशिक सामग्री है। डीएनए चार अमीनो एसिड से बना डीएनए अक्षरों का एक समूह है और इसे मनुष्यों और अन्य जीवों की कोशिकाओं में दोहराया जाता है। डीएनए सभी जीवित जीवों के गुणसूत्रों पर ले जाया जाता है और शोधकर्ताओं ने कई विशिष्ट प्रकार के डीएनए की पहचान करने में सफलता प्राप्त की है। बायोमोलेक्यूल्स मस्तिष्क के न्यूरॉन्स और कोशिकाओं की आनुवंशिक सामग्री के बीच जानकारी ले जाते हैं। जीवों की चयापचय प्रक्रियाओं में कई प्रकार के जैव-अणु मौजूद होते हैं।
एक जीव के चयापचय के नियमन में कई अणु शामिल होते हैं। अब तक उपापचयी एंजाइमों के कई वर्ग खोजे जा चुके हैं। इन एंजाइमों का मुख्य कार्य कोशिका में विभिन्न चयापचय प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करना है। ये रसायन या तो भूमि या हार्मोन हो सकते हैं। हार्मोन के कुछ उदाहरणों में ग्लुकोकोर्टिकोइड्स शामिल हैं, जिनकी क्रिया कुछ जैविक तंत्रों को उत्तेजित या बाधित कर सकती है; एडिपोनेक्टिन, एक वसा ऊतक-व्युत्पन्न हार्मोन; और कुछ अन्य अणुओं को चयापचय मध्यवर्ती के रूप में जाना जाता है।
अणुओं के एक अन्य वर्ग को द्वितीयक मेटाबोलाइट्स कहा जाता है। वे न तो चयापचयी होते हैं और न ही हार्मोनल और इसलिए वे जीव के कामकाज में संतुलन में योगदान नहीं करते हैं। द्वितीयक मेटाबोलाइट के उदाहरण विटामिन, खनिज और एंजाइम हैं। वे विभिन्न रूपों में मौजूद हो सकते हैं जैसे कि प्राथमिक पदार्थ, द्वितीयक पदार्थ और मुक्त कण। प्राथमिक पदार्थ विटामिन, खनिज और अमीनो एसिड होते हैं जबकि मुक्त कण जहरीले यौगिक होते हैं।
माध्यमिक चयापचय प्रक्रियाओं में माध्यमिक चयापचयों की भूमिका वर्तमान में बहुत अच्छी तरह से समझ में नहीं आती है। ऊपर वर्णित अध्ययनों में से एक से पता चला है कि ग्लूकोज के सेवन से एमाइन (एमाइन) का उत्पादन बढ़ जाता है, फिर भी अमीनो एसिड में वृद्धि का अमाइन के स्तर में वृद्धि से कोई संबंध नहीं था। यह माना जाता है कि अमाइन को 5-ग्लूकोज में परिवर्तित किया गया था, जिसका अग्नाशयी एंजाइमों की सतह पर ग्लाइकोसिलेशन प्रभाव होता है। ग्लाइकोजन भंडारण के अध्ययन भी ग्लाइकोजन और चयापचय प्रक्रियाओं के बीच कोई संबंध दिखाने में विफल रहे।
इन लिपिडों का अध्ययन फार्मास्यूटिकल्स के क्षेत्र द्वारा किया जा रहा है। यह तथ्य कि कोशिकाओं में ऊर्जा उत्पादन के नियमन में कई लिपिड शामिल हैं, अब बहुत स्पष्ट हो रहा है। इनमें से कुछ लिपिड प्रमुख हार्मोन के निर्माण खंड हैं और सिग्नल ट्रांसडक्शन पथ में शामिल हैं। मस्तिष्क में न्यूरोट्रांसमीटर गतिविधि के नियमन में अणुओं का एक अन्य वर्ग शामिल है। ये अणु कोशिका वृद्धि और विकास के नियमन में और लिपिड होमियोस्टेसिस में भी शामिल हैं। इस प्रकार मानव जीव विज्ञान की समझ के लिए इन लिपिडों का ज्ञान आवश्यक है।
बैक्टीरिया पेप्टाइड्स और डीएनए के चयापचय के बिना जीवित नहीं रह सकते हैं। यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि जब वैज्ञानिक जैव-अणुओं के कार्य का अध्ययन कर रहे हैं, तो वे पाते हैं कि डीएनए का चयापचय पेप्टाइड्स की तुलना में बहुत अधिक जटिल है। उदाहरण के लिए राइबोसोम को डीएनए संश्लेषण में शामिल एक बायोमोलेक्यूल माना जाता है। राइबोसोम डीएनए अनुक्रम को पढ़ने और फिर इसे अमीनो एसिड के जोड़े में तोड़ने में शामिल होता है। फिर इन अमीनो एसिड को फिर से डीएनए स्ट्रैंड में डाल दिया जाता है जो सभी जीवित चीजों का आधार बनाते हैं।
बायोमोलेक्यूल्स कई जैविक प्रक्रियाओं में और कई जीवित चीजों के विकास के चरण में भी प्रमुख भूमिका निभाते हैं। इन अणुओं की पहचान बहुत तेजी से हो रही है। कुछ प्रमुख मील के पत्थर में शामिल हैं: डीएनए बनाने के लिए अमीनो एसिड का पहला उपयोग; डीएनए और आरएनए गठन में ग्लाइकोसिलेशन का पहला उपयोग; विभिन्न एंजाइमों के लिए सब्सट्रेट के रूप में अमीनो एसिड की मान्यता; और जीव विज्ञान में ऑक्सीजन का पहला प्रयोग। अन्य उल्लेखनीय जैव रसायन अध्ययनों में शामिल हैं: कोशिका वृद्धि और विकास के नियमन का अध्ययन; प्रतिरक्षा के आणविक तंत्र का अध्ययन; चयापचय गतिविधि की जैव रासायनिक प्रक्रिया का अध्ययन; प्रोटीन चयापचय पर अमीनो एसिड पूरकता का प्रभाव; दीर्घायु पर कैलोरी प्रतिबंध का प्रभाव; और मनुष्यों में कैंसर कोशिकाओं की अभिव्यक्ति और वृद्धि पर कैलोरी प्रतिबंध का प्रभाव। यह हाल के और प्रासंगिक जैव प्रौद्योगिकी प्रकाशनों की केवल एक आंशिक सूची है।
या प्रजनन सहित एक या कई सामान्य रूप से होने वाली चयापचय प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण हैं। बायोमोलेक्यूल्स में प्रोटीन, फैटी एसिड, लिपिड और डीएनए सहित बड़ी मैक्रोमोलेक्यूलर इकाइयाँ (या मोनोमर्स) और द्वितीयक मेटाबोलाइट्स, विटामिन, खनिज और एंजाइम सहित छोटे अणु होते हैं। कार्य के संदर्भ में, कुछ अणु चयापचय में महत्वपूर्ण हैं; अन्य प्रतिरक्षा प्रणाली, न्यूरोट्रांसमिशन, सूजन, न्यूरोट्रांसरेग्यूलेशन, न्यूरोएंडोक्राइन सिस्टम और इंट्रासेल्युलर सिग्नलिंग में शामिल हैं।
बायोमोलेक्यूल्स चयापचय में एक अभिन्न भूमिका निभाते हैं। वे सीधे जीन, हार्मोन, रिसेप्टर्स और अन्य अणुओं के साथ बातचीत करके कोशिका के कामकाज को प्रभावित करते हैं। आणविक रूप से, इन अणुओं को रासायनिक यौगिक माना जाता है जो एकल-कोशिका या बहुकोशिकीय हो सकते हैं। बहुकोशिकीय अणुओं में प्रोस्टाग्लैंडीन, मेटाबोलाइट रसायन, ग्लाइकोसिलेशन, ग्लाइकोसाइड मेटाबोलिक गेटवे आदि शामिल हो सकते हैं। बायोमोलेक्यूलस शब्द आणविक संस्थाओं के एक विस्तृत स्पेक्ट्रम को शामिल करता है, जिसमें फ्लेवोनोइड्स, नीलगिरी, टेरपेनोइड्स, कोलेस्ट्रॉल, हार्मोन, विटामिन, खनिज, एंजाइम, न्यूरोट्रांसमीटर, प्रतिरक्षा, मोबाइल शामिल हैं। घटक, ज़ैंथोन और कुछ अन्य।
कुछ महत्वपूर्ण जैव अणु ट्राइग्लिसराइड्स (लिपिड के रूप में भी जाना जाता है), लिपोप्रोटीन, फॉस्फोलिपिड, मुक्त फैटी एसिड (मुक्त फैटी एसिड) और स्टेरॉयड हैं। लिपिड कई ढीले कणों से बने होते हैं, जो आगे कोलेस्ट्रॉल और ट्राइग्लिसराइड्स से बने होते हैं। लिपोप्रोटीन लिपिड की श्रृंखलाएं हैं जो आमतौर पर ट्राइग्लिसराइड्स से उत्पन्न होती हैं। कई लिपोप्रोटीन कोलेस्ट्रॉल संश्लेषण और परिवहन में शामिल होते हैं। फॉस्फोलिपिड जैसे अन्य लिपिड फैटी एसिड संश्लेषण और परिवहन में शामिल होते हैं।
चयापचय एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें शरीर भोजन को ऊर्जा में परिवर्तित करता है। कई अलग-अलग प्रकार के एंजाइम होते हैं और प्रत्येक का एक विशिष्ट कार्य होता है। एंजाइमों का एक वर्ग एक्सोएंजाइम है। पौधों और जानवरों में क्रमशः चयापचय में उनकी भूमिका होती है। मछली एक जीव का एक अच्छा उदाहरण है जिसमें एंजाइम होते हैं।
न्यूक्लिक एसिड जीवित जीवों की आनुवंशिक सामग्री है। डीएनए चार अमीनो एसिड से बना डीएनए अक्षरों का एक समूह है और इसे मनुष्यों और अन्य जीवों की कोशिकाओं में दोहराया जाता है। डीएनए सभी जीवित जीवों के गुणसूत्रों पर ले जाया जाता है और शोधकर्ताओं ने कई विशिष्ट प्रकार के डीएनए की पहचान करने में सफलता प्राप्त की है। बायोमोलेक्यूल्स मस्तिष्क के न्यूरॉन्स और कोशिकाओं की आनुवंशिक सामग्री के बीच जानकारी ले जाते हैं। जीवों की चयापचय प्रक्रियाओं में कई प्रकार के जैव-अणु मौजूद होते हैं।
एक जीव के चयापचय के नियमन में कई अणु शामिल होते हैं। अब तक उपापचयी एंजाइमों के कई वर्ग खोजे जा चुके हैं। इन एंजाइमों का मुख्य कार्य कोशिका में विभिन्न चयापचय प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करना है। ये रसायन या तो भूमि या हार्मोन हो सकते हैं। हार्मोन के कुछ उदाहरणों में ग्लुकोकोर्टिकोइड्स शामिल हैं, जिनकी क्रिया कुछ जैविक तंत्रों को उत्तेजित या बाधित कर सकती है; एडिपोनेक्टिन, एक वसा ऊतक-व्युत्पन्न हार्मोन; और कुछ अन्य अणुओं को चयापचय मध्यवर्ती के रूप में जाना जाता है।
अणुओं के एक अन्य वर्ग को द्वितीयक मेटाबोलाइट्स कहा जाता है। वे न तो चयापचयी होते हैं और न ही हार्मोनल और इसलिए वे जीव के कामकाज में संतुलन में योगदान नहीं करते हैं। द्वितीयक मेटाबोलाइट के उदाहरण विटामिन, खनिज और एंजाइम हैं। वे विभिन्न रूपों में मौजूद हो सकते हैं जैसे कि प्राथमिक पदार्थ, द्वितीयक पदार्थ और मुक्त कण। प्राथमिक पदार्थ विटामिन, खनिज और अमीनो एसिड होते हैं जबकि मुक्त कण जहरीले यौगिक होते हैं।
माध्यमिक चयापचय प्रक्रियाओं में माध्यमिक चयापचयों की भूमिका वर्तमान में बहुत अच्छी तरह से समझ में नहीं आती है। ऊपर वर्णित अध्ययनों में से एक से पता चला है कि ग्लूकोज के सेवन से एमाइन (एमाइन) का उत्पादन बढ़ जाता है, फिर भी अमीनो एसिड में वृद्धि का अमाइन के स्तर में वृद्धि से कोई संबंध नहीं था। यह माना जाता है कि अमाइन को 5-ग्लूकोज में परिवर्तित किया गया था, जिसका अग्नाशयी एंजाइमों की सतह पर ग्लाइकोसिलेशन प्रभाव होता है। ग्लाइकोजन भंडारण के अध्ययन भी ग्लाइकोजन और चयापचय प्रक्रियाओं के बीच कोई संबंध दिखाने में विफल रहे।
इन लिपिडों का अध्ययन फार्मास्यूटिकल्स के क्षेत्र द्वारा किया जा रहा है। यह तथ्य कि कोशिकाओं में ऊर्जा उत्पादन के नियमन में कई लिपिड शामिल हैं, अब बहुत स्पष्ट हो रहा है। इनमें से कुछ लिपिड प्रमुख हार्मोन के निर्माण खंड हैं और सिग्नल ट्रांसडक्शन पथ में शामिल हैं। मस्तिष्क में न्यूरोट्रांसमीटर गतिविधि के नियमन में अणुओं का एक अन्य वर्ग शामिल है। ये अणु कोशिका वृद्धि और विकास के नियमन में और लिपिड होमियोस्टेसिस में भी शामिल हैं। इस प्रकार मानव जीव विज्ञान की समझ के लिए इन लिपिडों का ज्ञान आवश्यक है।
बैक्टीरिया पेप्टाइड्स और डीएनए के चयापचय के बिना जीवित नहीं रह सकते हैं। यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि जब वैज्ञानिक जैव-अणुओं के कार्य का अध्ययन कर रहे हैं, तो वे पाते हैं कि डीएनए का चयापचय पेप्टाइड्स की तुलना में बहुत अधिक जटिल है। उदाहरण के लिए राइबोसोम को डीएनए संश्लेषण में शामिल एक बायोमोलेक्यूल माना जाता है। राइबोसोम डीएनए अनुक्रम को पढ़ने और फिर इसे अमीनो एसिड के जोड़े में तोड़ने में शामिल होता है। फिर इन अमीनो एसिड को फिर से डीएनए स्ट्रैंड में डाल दिया जाता है जो सभी जीवित चीजों का आधार बनाते हैं।
बायोमोलेक्यूल्स कई जैविक प्रक्रियाओं में और कई जीवित चीजों के विकास के चरण में भी प्रमुख भूमिका निभाते हैं। इन अणुओं की पहचान बहुत तेजी से हो रही है। कुछ प्रमुख मील के पत्थर में शामिल हैं: डीएनए बनाने के लिए अमीनो एसिड का पहला उपयोग; डीएनए और आरएनए गठन में ग्लाइकोसिलेशन का पहला उपयोग; विभिन्न एंजाइमों के लिए सब्सट्रेट के रूप में अमीनो एसिड की मान्यता; और जीव विज्ञान में ऑक्सीजन का पहला प्रयोग। अन्य उल्लेखनीय जैव रसायन अध्ययनों में शामिल हैं: कोशिका वृद्धि और विकास के नियमन का अध्ययन; प्रतिरक्षा के आणविक तंत्र का अध्ययन; चयापचय गतिविधि की जैव रासायनिक प्रक्रिया का अध्ययन; प्रोटीन चयापचय पर अमीनो एसिड पूरकता का प्रभाव; दीर्घायु पर कैलोरी प्रतिबंध का प्रभाव; और मनुष्यों में कैंसर कोशिकाओं की अभिव्यक्ति और वृद्धि पर कैलोरी प्रतिबंध का प्रभाव। यह हाल के और प्रासंगिक जैव प्रौद्योगिकी प्रकाशनों की केवल एक आंशिक सूची है।