કોષમાં કેટલાક તત્વોનો અર્થ. પ્રોજેક્ટ "રાસાયણિક તત્વોની જૈવિક ભૂમિકા"

વધુ, અન્ય - ઓછા.

અણુ સ્તરે, જીવંત પ્રકૃતિના કાર્બનિક અને અકાર્બનિક વિશ્વ વચ્ચે કોઈ તફાવત નથી: જીવંત સજીવોમાં શરીર જેવા જ અણુઓ હોય છે. નિર્જીવ પ્રકૃતિ. જો કે, સજીવ અને પૃથ્વીના પોપડામાં વિવિધ રાસાયણિક તત્વોનો ગુણોત્તર ઘણો બદલાય છે. વધુમાં, રાસાયણિક તત્વોની આઇસોટોપિક રચનામાં જીવંત જીવો તેમના પર્યાવરણથી અલગ હોઈ શકે છે.

પરંપરાગત રીતે, કોષના તમામ ઘટકોને ત્રણ જૂથોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.

મેક્રોન્યુટ્રિઅન્ટ્સ

ઝીંક- આલ્કોહોલિક આથો અને ઇન્સ્યુલિનમાં સામેલ ઉત્સેચકોનો એક ભાગ છે

કોપર- સાયટોક્રોમ્સના સંશ્લેષણમાં સામેલ ઓક્સિડેટીવ ઉત્સેચકોનો એક ભાગ છે.

સેલેનિયમ- શરીરની નિયમનકારી પ્રક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે.

અલ્ટ્રામાઇક્રોએલિમેન્ટ્સ

અલ્ટ્રામાઇક્રોએલિમેન્ટ્સ જીવંત પ્રાણીઓના સજીવોમાં 0.0000001% કરતા ઓછા બને છે, તેમાં સોનું, ચાંદીનો સમાવેશ થાય છે બેક્ટેરિયાનાશક અસર હોય છે, રેનલ ટ્યુબ્યુલ્સમાં પાણીના પુનઃશોષણને દબાવી દે છે, ઉત્સેચકોને અસર કરે છે. અલ્ટ્રામાઇક્રોએલિમેન્ટ્સમાં પ્લેટિનમ અને સીઝિયમનો પણ સમાવેશ થાય છે. કેટલાક લોકો આ જૂથમાં સેલેનિયમનો પણ સમાવેશ કરે છે, તેની ઉણપ સાથે, કેન્સર વિકસે છે. અલ્ટ્રામાઇક્રોએલિમેન્ટ્સના કાર્યો હજુ પણ નબળી રીતે સમજી શકાયા છે.

કોષની મોલેક્યુલર રચના

આ પણ જુઓ

• બેક્ટેરિયા, છોડ અને પ્રાણીઓના કોષની રચનાની સરખામણી

વિકિમીડિયા ફાઉન્ડેશન.

2010.

અન્ય શબ્દકોશોમાં "કોષની રાસાયણિક રચના" શું છે તે જુઓ: બેક્ટેરિયલ કોષની રચનાનું સામાન્ય ચિત્ર આકૃતિ 2 માં બતાવવામાં આવ્યું છે.આંતરિક સંસ્થા બેક્ટેરિયલ કોષ જટિલ છે. સુક્ષ્મસજીવોના દરેક વ્યવસ્થિત જૂથનું પોતાનું છેચોક્કસ લક્ષણો ઇમારતો પેશી, કોષ ની દીવાલ... ...

જૈવિક જ્ઞાનકોશ લાલ શેવાળની ​​અંતઃકોશિક રચનાની વિશિષ્ટતામાં સામાન્ય સેલ્યુલર ઘટકોની લાક્ષણિકતાઓ અને ચોક્કસ અંતઃકોશિક સમાવેશની હાજરી બંનેનો સમાવેશ થાય છે. કોષ પટલ. INકોષ પટલ લાલ......

જૈવિક જ્ઞાનકોશ

- (આર્જેન્ટમ, આર્જેન્ટ, સિલ્બર), કેમિકલ. Ag ચિહ્ન. એસ. પ્રાચીન સમયથી માણસ માટે જાણીતી ધાતુઓમાંની એક છે. પ્રકૃતિમાં, તે મૂળ સ્થિતિમાં અને અન્ય સંસ્થાઓ સાથે સંયોજનોના સ્વરૂપમાં બંને જોવા મળે છે (સલ્ફર સાથે, ઉદાહરણ તરીકે Ag2S સિલ્વર ... જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશએફ. Brockhaus અને I.A. એફ્રોન

આ શબ્દના અન્ય અર્થો છે, જુઓ સેલ (અર્થો). માનવ રક્ત કોશિકાઓ (HBC) ... વિકિપીડિયા

જીવવિજ્ઞાન શબ્દનો પ્રસ્તાવ 1802 માં ઉત્કૃષ્ટ ફ્રેન્ચ પ્રકૃતિવાદી અને ઉત્ક્રાંતિવાદી જીન બાપ્ટિસ્ટ લેમાર્ક દ્વારા જીવનના વિજ્ઞાનને પ્રકૃતિની વિશિષ્ટ ઘટના તરીકે નિયુક્ત કરવા માટે પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યો હતો. આજે જીવવિજ્ઞાન એ વિજ્ઞાનનું સંકુલ છે જે અભ્યાસ કરે છે... ... વિકિપીડિયા

કોષ્ટક 4.1

શરીરમાં મેક્રો તત્વોનું કાર્ય

આયર્નની ઉણપનો એનિમિયા અને હાયપોક્સિયા. માથાનો દુખાવો, યાદશક્તિમાં ઘટાડો. બાળકોમાં માનસિક અને શારીરિક વિકાસ ધીમો પડી જાય છે. કાર્ડિયોપલમસ. રોગપ્રતિકારક દમન. ચેપી અને ગાંઠના રોગો થવાનું જોખમ વધે છે.

કોષ્ટક 4. 1 (અંત)

વિટામિન B12 ની ઉણપ, જે મેટાબોલિક ડિસઓર્ડર તરફ દોરી જાય છે.

કાર્બનિક પદાર્થ કાર્બનિક પદાર્થ- એમિનો એસિડ, સાદી શર્કરા, ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ વગેરે.

પોલિમર્સ જટિલ શાખાવાળા અથવા રેખીય અણુઓ છે જે હાઇડ્રોલિસિસ દરમિયાન મોનોમર્સમાં વિઘટિત થાય છે. જો પોલિમરમાં એક પ્રકારનું મોનોમર હોય, તો આવા પોલિમરને હોમોપોલિમર કહેવામાં આવે છે, જો પોલિમર પરમાણુમાં વિવિધ મોનોમર હોય, તો તે હેટરોપોલિમર છે.

જો પોલિમર પરમાણુમાં વિવિધ મોનોમર્સના જૂથનું પુનરાવર્તન થાય છે, તો તે નિયમિત હેટરોપોલિમર છે;

કોષના ભાગ રૂપે, તેઓ પ્રોટીન, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, ચરબી, ન્યુક્લીક એસિડ્સ (ડીએનએ અને આરએનએ) અને એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફેટ (એટીપી) દ્વારા રજૂ થાય છે.

ખિસકોલી

કોષના કાર્બનિક પદાર્થોમાંથી, પ્રોટીન જથ્થા અને મહત્વમાં પ્રથમ આવે છે. પ્રોટીન, અથવા પ્રોટીન (ગ્રીક પ્રોટોમાંથી - પ્રથમ, મુખ્ય) એ ઉચ્ચ-આણ્વિક હેટરોપોલિમર્સ, કાર્બનિક પદાર્થો છે જે એમિનો એસિડમાં હાઇડ્રોલિસિસ દરમિયાન વિઘટિત થાય છે.

સરળ પ્રોટીન (માત્ર એમિનો એસિડથી બનેલા)માં કાર્બન, હાઇડ્રોજન, નાઇટ્રોજન, ઓક્સિજન અને સલ્ફર હોય છે.

પ્રોટીનનો ભાગ ( જટિલ પ્રોટીન) ફોસ્ફરસ, આયર્ન, ઝીંક અને કોપર ધરાવતા અન્ય પરમાણુઓ સાથે સંકુલ બનાવે છે - આ જટિલ પ્રોટીન છે જે એમિનો એસિડ ઉપરાંત, બિન-પ્રોટીન - કૃત્રિમ જૂથ પણ ધરાવે છે. તે મેટલ આયનો (મેટલોપ્રોટીન - હિમોગ્લોબિન), કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ (ગ્લાયકોપ્રોટીન), લિપિડ્સ (લિપોપ્રોટીન), ન્યુક્લીક એસિડ્સ (ન્યુક્લિયોપ્રોટીન) દ્વારા રજૂ કરી શકાય છે.

પ્રોટીનનું વિશાળ પરમાણુ વજન છે: પ્રોટીનમાંથી એક, દૂધ ગ્લોબ્યુલિન, 42,000 નું પરમાણુ વજન ધરાવે છે.

પ્રોટીન્સ અનિયમિત હેટરોપોલિમર્સ છે જેના મોનોમર્સ α-એમિનો એસિડ છે. કોષો અને પેશીઓમાં 170 થી વધુ વિવિધ એમિનો એસિડ મળી આવ્યા છે, પરંતુ તેમાં માત્ર પ્રોટીન હોય છે 20 α-એમિનો એસિડ.

શરીરમાં એમિનો એસિડનું સંશ્લેષણ થઈ શકે છે કે કેમ તેના આધારે, તેઓ અલગ પડે છે: બિન-આવશ્યક એમિનો એસિડ - શરીરમાં સંશ્લેષણ કરાયેલા દસ એમિનો એસિડ અને આવશ્યક એમિનો એસિડ - એમિનો એસિડ કે જે શરીરમાં સંશ્લેષિત નથી. આવશ્યક એમિનો એસિડ ખોરાક દ્વારા શરીરને પૂરા પાડવામાં આવશ્યક છે.

એમિનો એસિડ રચના પર આધાર રાખીને, પ્રોટીન સંપૂર્ણ છે, જો તેમાં આવશ્યક એમિનો એસિડનો સંપૂર્ણ સમૂહ હોય અને ખામીયુક્ત, જો કેટલાક આવશ્યક એમિનો એસિડ તેમની રચનામાં ખૂટે છે.

એમિનો એસિડનું સામાન્ય સૂત્ર આકૃતિમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. બધા α -એમીનો એસિડ α -કાર્બન અણુમાં હાઇડ્રોજન અણુ, એક કાર્બોક્સિલ જૂથ (-COOH) અને એમિનો જૂથ (-NH 2) હોય છે. બાકીના પરમાણુને આમૂલ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે.

એમિનો જૂથ સરળતાથી હાઇડ્રોજન આયનને જોડે છે, એટલે કે. મૂળભૂત ગુણધર્મો દર્શાવે છે. કાર્બોક્સિલ જૂથ સરળતાથી હાઇડ્રોજન આયન છોડી દે છે અને એસિડના ગુણધર્મો દર્શાવે છે. એમિનો એસિડ છે એમ્ફોટેરિકસંયોજનો, કારણ કે ઉકેલમાં તેઓ એસિડ અને પાયા બંને તરીકે કાર્ય કરી શકે છે. IN જલીય ઉકેલોએમિનો એસિડ વિવિધ આયનીય સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. આ દ્રાવણના pH અને એમિનો એસિડ તટસ્થ, એસિડિક અથવા મૂળભૂત છે કે કેમ તેના પર આધાર રાખે છે.

એમિનો એસિડની રચનામાં સમાવિષ્ટ એમિનો જૂથો અને કાર્બોક્સિલ જૂથોની સંખ્યાના આધારે, તટસ્થ એમિનો એસિડને અલગ પાડવામાં આવે છે, જેમાં એક કાર્બોક્સિલ જૂથ અને એક એમિનો જૂથ હોય છે, મૂળભૂત એમિનો એસિડ, જેમાં એક વધુ એમિનો જૂથ હોય છે, અને એસિડિક એમિનો જૂથ હોય છે. એસિડ, જે રેડિકલમાં વધુ એક કાર્બોક્સિલ જૂથ ધરાવે છે.

પેપ્ટાઇડ્સ- કાર્બનિક પદાર્થો જેમાં બિન- મોટી માત્રામાંપેપ્ટાઇડ બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા એમિનો એસિડ અવશેષો. પેપ્ટાઇડ્સની રચના એમિનો એસિડની ઘનીકરણ પ્રતિક્રિયાના પરિણામે થાય છે (ફિગ. 4.6).

જ્યારે એક એમિનો એસિડનું એમિનો જૂથ બીજાના કાર્બોક્સિલ જૂથ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે તેમની વચ્ચે સહસંયોજક નાઇટ્રોજન-કાર્બન બોન્ડ ઉત્પન્ન થાય છે, જેને કહેવામાં આવે છે. પેપ્ટાઇડ. પેપ્ટાઈડમાં સમાવિષ્ટ એમિનો એસિડ અવશેષોની સંખ્યાના આધારે, ડિપેપ્ટાઈડ્સ, ટ્રિપેપ્ટાઈડ્સ, ટેટ્રાપેપ્ટાઈડ્સ વગેરેને અલગ પાડવામાં આવે છે. પેપ્ટાઇડ બોન્ડની રચના ઘણી વખત પુનરાવર્તિત થઈ શકે છે. આ રચના તરફ દોરી જાય છે પોલિપેપ્ટાઇડ્સ. જો પોલિપેપ્ટાઈડમાં મોટી સંખ્યામાં એમિનો એસિડ અવશેષો હોય, તો તેને પહેલાથી જ પ્રોટીન કહેવામાં આવે છે. પરમાણુના એક છેડે એક મફત એમિનો જૂથ છે (જેને N-ટર્મિનસ કહેવાય છે), અને બીજી બાજુ એક મફત કાર્બોક્સિલ જૂથ છે (જેને C-ટર્મિનસ કહેવાય છે).

પ્રોટીન પરમાણુનું માળખું

પ્રોટીન દ્વારા અમુક ચોક્કસ કાર્યોનું પ્રદર્શન તેમના પરમાણુઓના અવકાશી રૂપરેખાંકન પર આધાર રાખે છે, વધુમાં, સાંકળના રૂપમાં પ્રોટીનને અનફોલ્ડ સ્વરૂપમાં રાખવું તે ઊર્જાસભર રીતે પ્રતિકૂળ છે, તેથી પોલીપેપ્ટાઈડ સાંકળો ફોલ્ડિંગમાંથી પસાર થાય છે, ચોક્કસ ત્રિ-પરિમાણીય માળખું, અથવા રચના. પ્રોટીનની અવકાશી સંસ્થાના 4 સ્તરો છે.

પ્રાથમિક માળખુંપ્રોટીન - પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળમાં એમિનો એસિડ અવશેષોની ગોઠવણીનો ક્રમ જે પ્રોટીન પરમાણુ બનાવે છે. એમિનો એસિડ વચ્ચેનું બોન્ડ પેપ્ટાઈડ બોન્ડ છે.

પ્રોટીન પરમાણુનું પ્રાથમિક માળખું પ્રોટીન અણુઓના ગુણધર્મો અને તેના અવકાશી રૂપરેખાંકનને નિર્ધારિત કરે છે. પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળમાં માત્ર એક એમિનો એસિડને બીજા સાથે બદલવાથી પ્રોટીનના ગુણધર્મો અને કાર્યોમાં ફેરફાર થાય છે.

ઉદાહરણ તરીકે, હિમોગ્લોબિનના બી-સબ્યુનિટમાં છઠ્ઠા ગ્લુટામાઇન એમિનો એસિડને વેલિન સાથે બદલવાથી એ હકીકત તરફ દોરી જાય છે કે સમગ્ર હિમોગ્લોબિન પરમાણુ તેનું મુખ્ય કાર્ય કરી શકતું નથી - ઓક્સિજન પરિવહન (આવા કિસ્સાઓમાં, વ્યક્તિ રોગ વિકસાવે છે - સિકલ સેલ). એનિમિયા).

પ્રથમ પ્રોટીન જેનો એમિનો એસિડ ક્રમ ઓળખવામાં આવ્યો હતો તે હોર્મોન ઇન્સ્યુલિન હતું. માં સંશોધન હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું કેમ્બ્રિજ યુનિવર્સિટીએફ. સેંગર 1944 થી 1954 સુધી. એવું જાણવા મળ્યું હતું કે ઇન્સ્યુલિનના પરમાણુમાં બે પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળો (21 અને 30 એમિનો એસિડ અવશેષો) હોય છે જે એકબીજાની નજીક ડિસલ્ફાઇડ પુલ દ્વારા રાખવામાં આવે છે. તેમના ઉદ્યમી કાર્ય માટે, એફ. સેંગરને નોબેલ પુરસ્કાર આપવામાં આવ્યો હતો.

ચોખા. 4.6. પ્રોટીન પરમાણુનું પ્રાથમિક માળખું

ગૌણ માળખું- પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળને ફોલ્ડ કરવાનો આદેશ આપ્યો α-હેલિક્સ(એક વિસ્તૃત વસંત જેવું લાગે છે) અને β-સ્ટ્રક્ચર (ફોલ્ડ લેયર). IN α- સર્પાકાર NH-જૂથઆ એમિનો એસિડ અવશેષો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે CO જૂથતેનો ચોથો અવશેષ. લગભગ તમામ "CO-" અને "NH-જૂથો" હાઇડ્રોજન બોન્ડની રચનામાં ભાગ લે છે. તેઓ પેપ્ટાઈડ કરતા નબળા હોય છે, પરંતુ, ઘણી વખત પુનરાવર્તિત થાય છે, આ ગોઠવણીને સ્થિરતા અને કઠોરતા આપે છે. ગૌણ રચનાના સ્તરે, પ્રોટીન હોય છે: ફાઈબ્રોઈન (રેશમ, સ્પાઈડર વેબ), કેરાટિન (વાળ, નખ), કોલેજન (રજ્જૂ).

તૃતીય માળખું- માં પોલીપેપ્ટાઈડ સાંકળો મૂકવી ગ્લોબ્યુલ્સ, રાસાયણિક બોન્ડ્સ (હાઇડ્રોજન, આયનીય, ડાયસલ્ફાઇડ) ની ઘટના અને એમિનો એસિડ અવશેષોના રેડિકલ વચ્ચે હાઇડ્રોફોબિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની સ્થાપનાના પરિણામે ઉદ્ભવે છે. તૃતીય બંધારણની રચનામાં મુખ્ય ભૂમિકા હાઇડ્રોફિલિક-હાઇડ્રોફોબિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા ભજવવામાં આવે છે. જલીય દ્રાવણમાં, હાઇડ્રોફોબિક રેડિકલ પાણીથી છુપાઇ જાય છે, ગ્લોબ્યુલની અંદર જૂથબદ્ધ થાય છે, જ્યારે હાઇડ્રોફિલિક રેડિકલહાઇડ્રેશન (પાણીના દ્વિધ્રુવો સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા) ના પરિણામે, તેઓ પરમાણુની સપાટી પર દેખાવાનું વલણ ધરાવે છે.

કેટલાક પ્રોટીનમાં, તૃતીય માળખું બે સિસ્ટીન અવશેષોના સલ્ફર અણુઓ વચ્ચે રચાયેલા ડાયસલ્ફાઇડ સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા સ્થિર થાય છે. તૃતીય માળખાના સ્તરે ઉત્સેચકો, એન્ટિબોડીઝ અને કેટલાક હોર્મોન્સ હોય છે. પરમાણુના આકારના આધારે, પ્રોટીનને ગ્લોબ્યુલર અને ફાઈબ્રિલર વચ્ચે અલગ પાડવામાં આવે છે. જો ફાઈબ્રિલર પ્રોટીન મુખ્યત્વે સહાયક કાર્યો કરે છે, તો ગ્લોબ્યુલર પ્રોટીન દ્રાવ્ય હોય છે અને કોષોના સાયટોપ્લાઝમમાં અથવા શરીરના આંતરિક વાતાવરણમાં ઘણા કાર્યો કરે છે.

ચતુર્થાંશ માળખુંજટિલ પ્રોટીનની લાક્ષણિકતા જેના પરમાણુઓ બે અથવા વધુ ગ્લોબ્યુલ્સ દ્વારા રચાય છે. સબ્યુનિટ્સ પરમાણુમાં ફક્ત બિન-સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા રાખવામાં આવે છે, મુખ્યત્વે હાઇડ્રોજન અને હાઇડ્રોફોબિક.

ચતુર્થાંશ રચના સાથે સૌથી વધુ અભ્યાસ કરાયેલ પ્રોટીન છે હિમોગ્લોબિન. તે બે એ-સબ્યુનિટ્સ (141 એમિનો એસિડ અવશેષો) અને બે બી-સબ્યુનિટ્સ (146 એમિનો એસિડ અવશેષો) દ્વારા રચાય છે. ચતુર્થાંશ માળખું ધરાવતા ઘણા પ્રોટીન કબજે કરે છે મધ્યવર્તી સ્થિતિઅણુઓ અને સેલ્યુલર ઓર્ગેનેલ્સ વચ્ચે - ઉદાહરણ તરીકે, સાયટોસ્કેલેટનના માઇક્રોટ્યુબ્યુલ્સમાં પ્રોટીન હોય છે ટ્યુબ્યુલિન, બે સબ્યુનિટ્સનો સમાવેશ કરે છે. અંતમાં ડાઇમર્સના જોડાણના પરિણામે ટ્યુબ લંબાય છે.

જો કોઈ કારણોસર પ્રોટીનની અવકાશી રચના સામાન્યથી વિચલિત થાય છે, તો પ્રોટીન તેના કાર્યો કરી શકતું નથી.

ચોખા. 4.7. પ્રોટીન પરમાણુઓની રચનાઓ

પ્રોટીનના ગુણધર્મો

1. પ્રોટીન છે એમ્ફોટેરિક સંયોજનો, મૂળભૂત અને ભેગા કરો એસિડ ગુણધર્મો, એમિનો એસિડ રેડિકલ દ્વારા નિર્ધારિત. એસિડિક, મૂળભૂત અને તટસ્થ પ્રોટીન છે. દાન કરવાની અને H+ ઉમેરવાની ક્ષમતા નક્કી કરવામાં આવે છે બફર ગુણધર્મોપ્રોટીન, લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં સૌથી શક્તિશાળી બફર્સમાંનું એક હિમોગ્લોબિન છે, જે સતત સ્તરે લોહીના પીએચને જાળવી રાખે છે.
2. ખિસકોલીઓ છે દ્રાવ્ય, ત્યાં છે અદ્રાવ્યપ્રોટીન કે જે યાંત્રિક કાર્યો કરે છે (ફાઈબ્રોઈન, કેરાટિન, કોલેજન).
3. રાસાયણિક રીતે પ્રોટીન હોય છે સક્રિય(ઉત્સેચકો), રાસાયણિક ખાય છે નિષ્ક્રિય
4. ખાવું ટકાઉવિવિધ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓના પ્રભાવ માટે અને અત્યંત અસ્થિર. બાહ્ય પરિબળો (તાપમાનમાં ફેરફાર, પર્યાવરણની મીઠાની રચના, પીએચ, રેડિયેશન) પ્રોટીન પરમાણુના માળખાકીય સંગઠનમાં વિક્ષેપ લાવી શકે છે.
5. આપેલ પ્રોટીન પરમાણુમાં સહજ ત્રિ-પરિમાણીય રચનાના નુકશાનની પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે. વિકૃતિકરણ. વિકૃતિકરણનું કારણ બોન્ડ્સનું ભંગાણ છે જે ચોક્કસ પ્રોટીન માળખું સ્થિર કરે છે. તે જ સમયે, વિકૃતિકરણ પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળના વિનાશ સાથે નથી, અવકાશી રૂપરેખાંકનમાં ફેરફાર પ્રોટીનના ગુણધર્મોમાં ફેરફાર તરફ દોરી જાય છે અને પરિણામે, પ્રોટીન તેના અંતર્ગત જૈવિક કાર્યો કરવા માટે અશક્ય બનાવે છે. .
6. વિકૃતિકરણ આ હોઈ શકે છે: ઉલટાવી શકાય તેવું, વિકૃતિકરણ પછી પ્રોટીન માળખું પુનઃસ્થાપિત કરવાની પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે પુનર્નિર્માણજો પ્રોટીનના અવકાશી રૂપરેખાંકનને પુનઃસ્થાપિત કરવું અશક્ય છે, તો પછી વિકૃતિકરણ કહેવામાં આવે છે. ઉલટાવી શકાય તેવું.
7. વિનાશ પ્રાથમિક માળખુંપ્રોટીન પરમાણુ કહેવાય છે અધોગતિ.

ચોખા. 4.8. પ્રોટીન ડિનેચરેશન અને રિનેચ્યુરેશન

પ્રોટીનનાં કાર્યો

પ્રોટીન કોષમાં વિવિધ કાર્યો કરે છે.

તૃતીય માળખાકીય સંસ્થા સાથેના પ્રોટીનમાં કાર્યાત્મક પ્રવૃત્તિ હોય છે, પરંતુ મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં માત્ર તૃતીય સંસ્થાના પ્રોટીનનું ચતુર્થાંશ માળખામાં સંક્રમણ ચોક્કસ કાર્ય પ્રદાન કરે છે.

એન્ઝાઇમેટિક કાર્ય

બધા જૈવિક પ્રતિક્રિયાઓવિશેષ જૈવિક ઉત્પ્રેરકોની ભાગીદારી સાથે કોષમાં આગળ વધો - ઉત્સેચકો, અને કોઈપણ એન્ઝાઇમ એ પ્રોટીન છે, ઉત્સેચકો તમામ કોષના ઓર્ગેનેલ્સમાં સ્થાનીકૃત છે અને માત્ર કોર્સને દિશામાન કરે છે. વિવિધ પ્રતિક્રિયાઓ, પણ તેમને દસ અને હજારો વખત વેગ આપો. દરેક એન્ઝાઇમ સખત રીતે વિશિષ્ટ છે.

આમ, સ્ટાર્ચનું ભંગાણ અને તેનું ખાંડ (ગ્લુકોઝ)માં રૂપાંતર એન્ઝાઇમ એમીલેઝને કારણે થાય છે, શેરડીની ખાંડ માત્ર એન્ઝાઇમ ઇન્વર્ટેઝ વગેરે દ્વારા તૂટી જાય છે.

ઘણા ઉત્સેચકોનો લાંબા સમયથી તબીબી અને ખોરાક (બેકિંગ, ઉકાળો, વગેરે) ઉદ્યોગોમાં ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

ઉત્સેચકો વિશિષ્ટ છે - તેઓ એક પ્રકારની પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરી શકે છે - ચોક્કસ સબસ્ટ્રેટ પરમાણુ સક્રિય કેન્દ્રમાં પ્રવેશ કરે છે.

કારણ કે લગભગ તમામ ઉત્સેચકો પ્રોટીન છે (ત્યાં છે રિબોઝાઇમ્સ, RNAs કે જે અમુક પ્રતિક્રિયાઓને ઉત્પ્રેરિત કરે છે), જ્યારે શારીરિક રીતે તેમની પ્રવૃત્તિ સૌથી વધુ હોય છે સામાન્ય સ્થિતિ: મોટાભાગના ઉત્સેચકો ત્યારે જ સૌથી વધુ સક્રિય રીતે કાર્ય કરે છે ચોક્કસ તાપમાન, pH, ઝડપ એન્ઝાઇમ અને સબસ્ટ્રેટની સાંદ્રતા પર આધારિત છે.

જ્યારે તાપમાન ચોક્કસ મૂલ્ય સુધી વધે છે (સરેરાશ 50 ° સે સુધી), ઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ વધે છે (દર 10 ° સે માટે પ્રતિક્રિયા દર લગભગ 2 ગણો વધે છે).

માળખાકીય કાર્ય

પ્રોટીન એ કોષ અને ઓર્ગેનેલ્સની આસપાસના અને પ્રવેશતા તમામ પટલનો ભાગ છે.

જ્યારે ડીએનએ સાથે જોડાય છે, ત્યારે પ્રોટીન રંગસૂત્રોનું શરીર બનાવે છે, અને જ્યારે આરએનએ સાથે જોડાય છે, ત્યારે તે રિબોઝોમનું શરીર બનાવે છે.

ઓછા પરમાણુ વજનના પ્રોટીનના ઉકેલો કોશિકાઓના પ્રવાહી અપૂર્ણાંકનો ભાગ છે.

નિયમનકારી કાર્ય

કેટલાક પ્રોટીન હોર્મોન્સ છે - જૈવિક રીતે સક્રિય પદાર્થો વિવિધ ગ્રંથીઓ દ્વારા રક્તમાં છોડવામાં આવે છે જે મેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓના નિયમનમાં ભાગ લે છે.

હોર્મોન્સ ઇન્સ્યુલિન અને ગ્લુકોગનલોહીમાં કાર્બોહાઇડ્રેટ્સનું સ્તર નિયંત્રિત કરે છે.

પરિવહન કાર્ય

તે પ્રોટીન છે જે ઓક્સિજનના સ્થાનાંતરણ સાથે સંકળાયેલા છે, તેમજ પ્રાણીઓ અને મનુષ્યોના શરીરમાં હોર્મોન્સ (તે રક્ત પ્રોટીન હિમોગ્લોબિન દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે).

મોટર કાર્ય

તમામ પ્રકારની સેલ મોટર પ્રતિક્રિયાઓ ખાસ સંકોચનીય પ્રોટીન એક્ટિન અને માયોસિન દ્વારા કરવામાં આવે છે, જે સ્નાયુ સંકોચન, પ્રોટોઝોઆમાં ફ્લેગેલા અને સિલિયાની હિલચાલ, કોષ વિભાજન દરમિયાન રંગસૂત્રોની હિલચાલ અને છોડની હિલચાલ નક્કી કરે છે.

રક્ષણાત્મક કાર્ય

ઘણા પ્રોટીન એક રક્ષણાત્મક આવરણ બનાવે છે જે શરીરને હાનિકારક પ્રભાવોથી સુરક્ષિત કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, શિંગડા રચનાઓ - વાળ, નખ, ખૂંખાર, શિંગડા. આ યાંત્રિક સંરક્ષણ છે. શરીરમાં વિદેશી પ્રોટીન (એન્ટિજેન્સ) ની રજૂઆતના પ્રતિભાવમાં, રક્ત કોશિકાઓ પ્રોટીન પદાર્થો (એન્ટિબોડીઝ) ઉત્પન્ન કરે છે જે તેમને તટસ્થ કરે છે, શરીરને નુકસાનકારક અસરોથી રક્ષણ આપે છે. આ એક રોગપ્રતિકારક સંરક્ષણ છે.

ઊર્જા કાર્ય

પ્રોટીન ઊર્જાના સ્ત્રોત તરીકે સેવા આપી શકે છે. અંતિમ વિરામ ઉત્પાદનો - કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, પાણી અને નાઇટ્રોજન ધરાવતા પદાર્થોમાં તોડીને, તેઓ કોષ 17.6 KJ માં ઘણી જીવન પ્રક્રિયાઓ માટે જરૂરી ઊર્જા મુક્ત કરે છે.

રીસેપ્ટર કાર્ય

રીસેપ્ટર પ્રોટીન એ પટલમાં બનેલા પ્રોટીન પરમાણુઓ છે જે ચોક્કસ રાસાયણિક પદાર્થના ઉમેરાના પ્રતિભાવમાં તેમની રચના બદલી શકે છે.

સંગ્રહ કાર્ય

આ કાર્ય કહેવાતા અનામત પ્રોટીન દ્વારા કરવામાં આવે છે, જે ગર્ભ માટે પોષણના સ્ત્રોત છે, ઉદાહરણ તરીકે ઇંડા પ્રોટીન (ઓવલબ્યુમિન). દૂધમાં મુખ્ય પ્રોટીન (કેસીન) પણ પ્રાથમિક રીતે પોષક કાર્ય ધરાવે છે.

અસંખ્ય અન્ય પ્રોટીનનો શરીરમાં એમિનો એસિડના સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગ થાય છે, જે બદલામાં જૈવિક પુરોગામી છે. સક્રિય પદાર્થોમેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓનું નિયમન.

ઝેરી કાર્ય

ઝેર, ઝેરી પદાર્થો કુદરતી મૂળ. ઝેરને સામાન્ય રીતે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે ઉચ્ચ પરમાણુ વજન સંયોજનો(પ્રોટીન, પોલીપેપ્ટાઈડ્સ, વગેરે), જ્યારે તેઓ શરીરમાં પ્રવેશ કરે છે, ત્યારે એન્ટિબોડીઝ ઉત્પન્ન થાય છે.

ક્રિયાના લક્ષ્ય અનુસાર, ઝેરને નીચેના જૂથોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે:

હેમેટિક ઝેર એ ઝેર છે જે લોહીને અસર કરે છે.

ન્યુરોટોક્સિન્સ એ ઝેર છે જે નર્વસ સિસ્ટમ અને મગજને અસર કરે છે.

માયોક્સિક ઝેર એ ઝેર છે જે સ્નાયુઓને નુકસાન પહોંચાડે છે.

હેમોટોક્સિન એ ઝેર છે જે રક્તવાહિનીઓને નુકસાન પહોંચાડે છે અને રક્તસ્રાવનું કારણ બને છે.

હેમોલિટીક ઝેર એ ઝેર છે જે લાલ રક્ત કોશિકાઓને નુકસાન પહોંચાડે છે.

નેફ્રોટોક્સિન ઝેર છે જે કિડનીને નુકસાન પહોંચાડે છે.

કાર્ડિયોટોક્સિન એ ઝેર છે જે હૃદયને નુકસાન પહોંચાડે છે.

નેક્રોટોક્સિન્સ એ ઝેર છે જે પેશીઓનો નાશ કરે છે, જેના કારણે તેઓ મૃત્યુ પામે છે (નેક્રોસિસ).

ઝેરી પદાર્થો, ફેલોટોક્સિન અને એમેટોક્સિન, વિવિધ પ્રજાતિઓમાં જોવા મળે છે: ટોડસ્ટૂલ, સ્ટિંગિંગ ફ્લાય એગેરિક, સ્પ્રિંગ ફ્લાય એગેરિક.

કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ

કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, અથવા સેકરાઇડ્સ, - કાર્બનિક પદાર્થો, જેમાં કાર્બન, ઓક્સિજન, હાઇડ્રોજનનો સમાવેશ થાય છે. કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ પ્રાણી કોષોમાં લગભગ 1% શુષ્ક પદાર્થ બનાવે છે, અને યકૃત અને સ્નાયુ કોષોમાં 5% સુધી. છોડના કોષો કાર્બોહાઇડ્રેટ્સમાં સૌથી ધનિક છે (શુષ્ક સમૂહના 90% સુધી).

રાસાયણિક રચનાકાર્બોહાઇડ્રેટ્સ તેમના સામાન્ય સૂત્ર C m (H 2 O) n દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જ્યાં m≥n. કાર્બોહાઇડ્રેટ પરમાણુઓમાં હાઇડ્રોજન અણુઓની સંખ્યા સામાન્ય રીતે બમણી હોય છે વધુ અણુઓઓક્સિજન (એટલે ​​​​કે, પાણીના અણુની જેમ). તેથી નામ - કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ.

પ્રાણી કોષો કરતાં છોડના કોષોમાં તેમાંથી ઘણું વધારે છે. કાર્બોહાઇડ્રેટ્સમાં માત્ર કાર્બન, હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન હોય છે.

સૌથી સરળ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સમાં સરળ શર્કરા (મોનોસેકરાઇડ્સ) નો સમાવેશ થાય છે. તેમાં પાંચ (પેન્ટોઝ) અથવા છ (હેક્સોઝ) કાર્બન અણુઓ અને સમાન સંખ્યામાં પાણીના અણુઓ હોય છે.

મોનોસેકરાઇડ્સના ઉદાહરણો ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝ છે, જે ઘણા છોડના ફળોમાં જોવા મળે છે. છોડ ઉપરાંત, ગ્લુકોઝ પણ લોહીમાં જોવા મળે છે.

જટિલ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ સરળ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સના ઘણા અણુઓથી બનેલા છે. બે મોનોસેકરાઇડ્સમાંથી ડિસેકરાઇડ બને છે.

ટેબલ સુગર (સુક્રોઝ), ઉદાહરણ તરીકે, ગ્લુકોઝ પરમાણુ અને ફ્રુક્ટોઝ પરમાણુ ધરાવે છે.

ઘણું મોટી સંખ્યાસરળ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સના પરમાણુઓ આવા સમાવેશ થાય છે જટિલ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, જેમ કે સ્ટાર્ચ, ગ્લાયકોજેન, ફાઈબર (સેલ્યુલોઝ).

ફાઇબરના પરમાણુમાં, ઉદાહરણ તરીકે, 300 થી 3000 ગ્લુકોઝ પરમાણુઓ હોય છે.

કાર્બોહાઇડ્રેટ્સના કાર્યો

ઊર્જા કાર્ય

કાર્બોહાઇડ્રેટ્સના મુખ્ય કાર્યોમાંનું એક. કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ (ગ્લુકોઝ) એ પ્રાણીના શરીરમાં ઊર્જાનો મુખ્ય સ્ત્રોત છે. દૈનિક ઉર્જા વપરાશના 67% (ઓછામાં ઓછા 50%) સુધી પ્રદાન કરો. જ્યારે 1 ગ્રામ કાર્બોહાઇડ્રેટ તૂટી જાય છે, ત્યારે 17.6 kJ, પાણી અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ મુક્ત થાય છે.

સેવિંગ ફંક્શન

તે છોડના કોષોમાં સ્ટાર્ચ અને પ્રાણી કોષોમાં ગ્લાયકોજેનના સંચયમાં વ્યક્ત થાય છે, જે ગ્લુકોઝના સ્ત્રોતની ભૂમિકા ભજવે છે, તેને જરૂરિયાત મુજબ સરળતાથી મુક્ત કરે છે.

આધાર અને બાંધકામ કાર્ય

કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ કોષ પટલ અને કોષની દિવાલોનો ભાગ છે (સેલ્યુલોઝ એ છોડની કોષ દિવાલનો ભાગ છે, આર્થ્રોપોડ્સનું શેલ ચિટિનમાંથી બને છે, મ્યુરીન બેક્ટેરિયાની કોષ દિવાલ બનાવે છે). લિપિડ્સ અને પ્રોટીન સાથે સંયોજનમાં, તેઓ ગ્લાયકોલિપિડ્સ અને ગ્લાયકોપ્રોટીન બનાવે છે. રિબોઝ અને ડીઓક્સિરીબોઝ એ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના મોનોમરનો ભાગ છે.

રીસેપ્ટર કાર્ય

ગ્લાયકોપ્રોટીન્સના ઓલિગોસેકરાઇડ ટુકડાઓ અને કોષની દિવાલોના ગ્લાયકોલિપિડ્સ રીસેપ્ટર કાર્ય કરે છે, બાહ્ય વાતાવરણમાંથી આવતા સંકેતોને સમજે છે.

રક્ષણાત્મક કાર્ય

વિવિધ ગ્રંથીઓ દ્વારા સ્ત્રાવ કરાયેલ લાળ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ અને તેમના ડેરિવેટિવ્ઝ (ઉદાહરણ તરીકે, ગ્લાયકોપ્રોટીન) માં સમૃદ્ધ છે. તેઓ અન્નનળી, આંતરડા, પેટ, બ્રોન્ચીને યાંત્રિક નુકસાનથી સુરક્ષિત કરે છે અને બેક્ટેરિયા અને વાયરસને શરીરમાં પ્રવેશતા અટકાવે છે.

લિપિડ્સ

લિપિડ્સ - એક જૂથ કાર્બનિક સંયોજનો, જેમાં એક પણ રાસાયણિક લાક્ષણિકતા નથી. તેમની પાસે જે સામાન્ય છે તે એ છે કે તે બધા પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે, પરંતુ કાર્બનિક દ્રાવકો (ઈથર, ક્લોરોફોર્મ, ગેસોલિન) માં અત્યંત દ્રાવ્ય છે.

ત્યાં સરળ અને જટિલ લિપિડ્સ છે.

સરળ લિપિડ્સ એ બે ઘટક પદાર્થો છે જે ઉચ્ચ ફેટી એસિડ અને કેટલાક આલ્કોહોલના એસ્ટર છે, મોટેભાગે ગ્લિસરોલ.

જટિલ લિપિડ્સ મલ્ટિકમ્પોનન્ટ પરમાણુઓ ધરાવે છે.

થી સરળ લિપિડ્સધ્યાનમાં લો ચરબી અને મીણ.

ચરબીપ્રકૃતિમાં વ્યાપકપણે વિતરિત. ચરબી છે એસ્ટર્સઉચ્ચ ફેટી એસિડ્સ અને ટ્રાઇહાઇડ્રિક આલ્કોહોલ - ગ્લિસરોલ. રસાયણશાસ્ત્રમાં, કાર્બનિક સંયોજનોના આ જૂથને સામાન્ય રીતે ટ્રિગ્લાઇસેરાઇડ્સ કહેવામાં આવે છે, કારણ કે ત્રણેય હાઇડ્રોક્સિલ જૂથોગ્લિસરોલ ફેટી એસિડ્સ સાથે બંધાયેલ છે.

ટ્રાઇગ્લાઇસેરાઇડ્સમાં 500 થી વધુ ફેટી એસિડ્સ મળી આવ્યા છે, જેનાં પરમાણુઓ સમાન બંધારણ ધરાવે છે.

એમિનો એસિડની જેમ, ફેટી એસિડ્સમાં તમામ એસિડ્સ માટે સમાન જૂથ હોય છે - એક હાઇડ્રોફિલિક કાર્બોક્સિલ જૂથ (–COOH) અને હાઇડ્રોફોબિક રેડિકલ, જે તેમને એકબીજાથી અલગ પાડે છે. એ કારણે સામાન્ય સૂત્રફેટી એસિડમાં R-COOH સ્વરૂપ હોય છે. રેડિકલ એ હાઇડ્રોકાર્બન પૂંછડી છે જે -CH 2 જૂથોની સંખ્યામાં વિવિધ ફેટી એસિડ્સમાં અલગ પડે છે.

મોટાભાગનાફેટી એસિડ્સ "પૂંછડી" માં 14 થી 22 (મોટાભાગે 16 અથવા 18) સુધીના કાર્બન અણુઓની સમાન સંખ્યા ધરાવે છે. વધુમાં, હાઇડ્રોકાર્બન પૂંછડી સમાવી શકે છે વિવિધ જથ્થોડબલ બોન્ડ. હાઇડ્રોકાર્બન પૂંછડીમાં ડબલ બોન્ડની હાજરી અથવા ગેરહાજરીના આધારે, તેઓ તફાવત કરે છે સંતૃપ્ત ફેટી એસિડ્સ, જેમાં હાઇડ્રોકાર્બન પૂંછડીમાં ડબલ બોન્ડ્સ અને અસંતૃપ્ત ફેટી એસિડ્સ શામેલ નથી ડબલ બોન્ડકાર્બન અણુઓ વચ્ચે (-CH=CH-). જો સંતૃપ્ત ફેટી એસિડ્સ ટ્રાઇગ્લાઇસેરાઇડ્સમાં પ્રબળ હોય છે, તો તે ઓરડાના તાપમાને (ચરબી) ઘન હોય છે, જો અસંતૃપ્ત હોય, તો તે પ્રવાહી (તેલ) હોય છે. ચરબીની ઘનતા પાણી કરતાં ઓછી હોય છે, તેથી તે પાણીમાં તરતી રહે છે અને સપાટી પર હોય છે.

મીણ- સરળ લિપિડ્સનું જૂથ, જે ઉચ્ચ ફેટી એસિડ્સ અને ઉચ્ચ પરમાણુ વજનવાળા આલ્કોહોલના એસ્ટર છે. તેઓ પ્રાણી અને વનસ્પતિ બંને રાજ્યોમાં જોવા મળે છે, જ્યાં તેઓ મુખ્યત્વે રક્ષણાત્મક કાર્યો કરે છે.

છોડમાં, ઉદાહરણ તરીકે, તેઓ પાંદડા, દાંડી અને ફળોને પાતળા સ્તરથી ઢાંકે છે, તેમને પાણીથી ભીના થવાથી અને સુક્ષ્મસજીવોના પ્રવેશથી રક્ષણ આપે છે. ફળની શેલ્ફ લાઇફ મીણના કોટિંગની ગુણવત્તા પર આધારિત છે. મધ મીણના આવરણ હેઠળ સંગ્રહિત થાય છે અને લાર્વા વિકસે છે.

જટિલ લિપિડ્સ માટેફોસ્ફોલિપિડ્સ, ગ્લાયકોલિપિડ્સ, લિપોપ્રોટીન, સ્ટેરોઇડ્સ, સ્ટેરોઇડ હોર્મોન્સ, વિટામિન્સ A, D, E, K નો સમાવેશ થાય છે.

ફોસ્ફોલિપિડ્સ- ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો ધરાવતા ઉચ્ચ ફેટી એસિડ્સ સાથે પોલિહાઇડ્રિક આલ્કોહોલના એસ્ટર. કેટલીકવાર વધારાના જૂથો (નાઇટ્રોજનયુક્ત પાયા, એમિનો એસિડ) તેની સાથે સંકળાયેલ હોઈ શકે છે.

નિયમ પ્રમાણે, ફોસ્ફોલિપિડ પરમાણુમાં બે ઉચ્ચ ફેટી એસિડ અવશેષો અને એક ફોસ્ફોરિક એસિડ અવશેષો હોય છે. ફોસ્ફોલિપિડ્સ જીવંત પ્રાણીઓના તમામ કોષોમાં હાજર હોય છે, જે મુખ્યત્વે કોષ પટલના ફોસ્ફોલિપિડ બાયલેયરની રચનામાં ભાગ લે છે - ફોસ્ફોરિક એસિડના અવશેષો હાઇડ્રોફિલિક હોય છે અને હંમેશા બહારની તરફ નિર્દેશિત હોય છે અને આંતરિક સપાટીપટલ, અને હાઇડ્રોફોબિક પૂંછડીઓ પટલની અંદર એકબીજા તરફ નિર્દેશિત થાય છે.

ગ્લાયકોલિપિડ્સ- આ લિપિડ્સના કાર્બોહાઇડ્રેટ ડેરિવેટિવ્ઝ છે. તેમના પરમાણુઓ, પોલિહાઇડ્રિક આલ્કોહોલ અને ઉચ્ચ ફેટી એસિડ્સ સાથે, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ પણ ધરાવે છે. તેઓ મુખ્યત્વે બાહ્ય સપાટી પર સ્થાનિક છે પ્લાઝ્મા પટલ, જ્યાં તેમના કાર્બોહાઇડ્રેટ ઘટકો અન્ય કોષ સપાટી કાર્બોહાઇડ્રેટ્સમાં સમાવિષ્ટ છે.

લિપોપ્રોટીન- પ્રોટીન સાથે સંકળાયેલ લિપિડ પરમાણુઓ. તેમાંના ઘણા બધા પટલમાં હોય છે, પ્રોટીન પટલમાં સીધા જ પ્રવેશી શકે છે, પટલની નીચે અથવા ઉપર સ્થિત હોય છે અને લિપિડ બાયલેયરમાં વિવિધ ઊંડાણો સુધી ડૂબી શકાય છે.

લિપોઇડ્સ- ચરબી જેવા પદાર્થો. આનો સમાવેશ થાય છે સ્ટેરોઇડ્સ(કોલેસ્ટ્રોલ, પ્રાણીની પેશીઓમાં વ્યાપક છે, અને તેના ડેરિવેટિવ્ઝ - એડ્રેનલ કોર્ટેક્સના હોર્મોન્સ - મિનરલોકોર્ટિકોઇડ્સ, ગ્લુકોકોર્ટિકોઇડ્સ, એસ્ટ્રાડિઓલ અને ટેસ્ટોસ્ટેરોન - અનુક્રમે સ્ત્રી અને પુરુષ સેક્સ હોર્મોન્સ). લિપોઇડ્સમાં ટેર્પેન્સ (જરૂરી તેલ કે જેના પર છોડની ગંધ આધાર રાખે છે), ગીબેરેલિન (છોડની વૃદ્ધિના પદાર્થો), કેટલાક રંગદ્રવ્યો (ક્લોરોફિલ, બિલીરૂબિન), ચરબીમાં દ્રાવ્ય વિટામિન્સ (A, D, E, K) નો સમાવેશ થાય છે.

લિપિડ્સના કાર્યો કોષ્ટક 4.1 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે.

કોષ્ટક 4.2.

ચરબીના કાર્યો

ઉત્પ્રેરક ચરબીમાં દ્રાવ્ય વિટામિન A, D, E, K એ ઉત્સેચકોના કોફેક્ટર્સ છે, એટલે કે, આ વિટામિન્સ પોતે નથીઉત્પ્રેરક પ્રવૃત્તિ

, પરંતુ તેમના વિના ઉત્સેચકો તેમના કાર્યો કરી શકતા નથી.

ચોખા. 9. રાસાયણિક માળખુંલિપિડ્સ અને કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ

એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફેટ (ATP) તે કોઈપણ કોષનો ભાગ છે જ્યાં તે એક કાર્ય કરે છેઆવશ્યક કાર્યો

- ઊર્જા સંગ્રહ ઉપકરણ. એટીપી પરમાણુઓમાં નાઇટ્રોજનસ બેઝ એડેનાઇન, કાર્બોહાઇડ્રેટ રાઇબોઝ અને ફોસ્ફોરિક એસિડના ત્રણ અણુઓનો સમાવેશ થાય છે.

અસ્થિર

રાસાયણિક બોન્ડ

, જે એટીપીમાં ફોસ્ફોરિક એસિડના પરમાણુઓને જોડે છે, તે ઊર્જામાં ખૂબ સમૃદ્ધ છે (મેક્રોએર્જિક બોન્ડ્સ): જ્યારે આ બોન્ડ તૂટી જાય છે, ત્યારે ઊર્જા મુક્ત થાય છે અને જીવંત કોષમાં મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓ અને કાર્બનિક પદાર્થોના સંશ્લેષણને ટેકો આપવા માટે વપરાય છે.

ચોખા. 4.10. ATP પરમાણુનું માળખું

4.4. વ્યવહારુ કાર્ય

આજે, સામયિક કોષ્ટકના ઘણા રાસાયણિક તત્વો શોધી કાઢવામાં આવ્યા છે અને તેમના શુદ્ધ સ્વરૂપમાં અલગ પાડવામાં આવ્યા છે, અને તેમાંથી પાંચમા ભાગ દરેક જીવંત જીવોમાં જોવા મળે છે. તેઓ, ઇંટોની જેમ, કાર્બનિક અને અકાર્બનિક પદાર્થોના મુખ્ય ઘટકો છે.

કોષની રચનામાં કયા રાસાયણિક તત્વોનો સમાવેશ થાય છે, જીવવિજ્ઞાન દ્વારા શરીરમાં કયા પદાર્થો તેમની હાજરીનો નિર્ણય કરી શકે છે - અમે આ બધું લેખમાં પછીથી ધ્યાનમાં લઈશું. રાસાયણિક રચનાની સ્થિરતા શું છે?કોષમાં ચોક્કસ તત્વની સામગ્રીના ટકાના લગભગ સો અને હજારમા ભાગ, પરંતુ કથિત સંખ્યામાં એક હજારમાં પણ ફેરફાર શરીર માટે પહેલાથી જ ગંભીર પરિણામો લાવી શકે છે.

માનવ કોષમાં 118 રાસાયણિક તત્વોમાંથી, ઓછામાં ઓછા 24 હોવા જોઈએ. એવા કોઈ ઘટકો નથી કે જે જીવંત જીવમાં જોવા મળે, પરંતુ તે પ્રકૃતિના નિર્જીવ પદાર્થોનો ભાગ ન હોય. આ હકીકત ઇકોસિસ્ટમમાં જીવંત અને નિર્જીવ વસ્તુઓ વચ્ચેના ગાઢ જોડાણની પુષ્ટિ કરે છે.

કોષ બનાવે છે તે વિવિધ તત્વોની ભૂમિકા

તો કયા રાસાયણિક તત્વો કોષ બનાવે છે? શરીરના જીવનમાં તેમની ભૂમિકા, તે નોંધવું જોઈએ, ઘટનાની આવર્તન અને સાયટોપ્લાઝમમાં તેમની સાંદ્રતા પર સીધો આધાર રાખે છે. જો કે, કોષમાં તત્વોની વિવિધ સામગ્રી હોવા છતાં, તેમાંના દરેકનું મહત્વ સમાન છે. તેમાંથી કોઈપણની ઉણપ શરીર પર હાનિકારક અસરો તરફ દોરી શકે છે, ચયાપચયની સૌથી મહત્વપૂર્ણ બાયોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓને અક્ષમ કરે છે.

માનવ કોષ કયા રાસાયણિક તત્વો બનાવે છે તે સૂચિબદ્ધ કરતી વખતે, આપણે ત્રણ મુખ્ય પ્રકારોનો ઉલ્લેખ કરવાની જરૂર છે, જેને આપણે આગળ ધ્યાનમાં લઈશું:

કોષના મૂળભૂત બાયોજેનિક તત્વો

તે આશ્ચર્યજનક નથી કે તત્વો O, C, H, N ને બાયોજેનિક તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, કારણ કે તે તમામ કાર્બનિક અને ઘણા અકાર્બનિક પદાર્થો બનાવે છે. શરીર માટે આ આવશ્યક ઘટકો વિના પ્રોટીન, ચરબી, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ અથવા ન્યુક્લિક એસિડની કલ્પના કરવી અશક્ય છે.

આ તત્વોનું કાર્ય શરીરમાં તેમની ઉચ્ચ સામગ્રી નક્કી કરે છે. તેઓ મળીને કુલ શુષ્ક બોડી માસના 98% હિસ્સો ધરાવે છે. આ ઉત્સેચકોની પ્રવૃત્તિ બીજું શું પ્રગટ થઈ શકે છે?

1. પ્રાણવાયુ. કોષમાં તેની સામગ્રી કુલ શુષ્ક સમૂહના લગભગ 62% જેટલી છે. કાર્યો: કાર્બનિક અને અકાર્બનિક પદાર્થોનું નિર્માણ, શ્વસન સાંકળમાં ભાગીદારી;
2. કાર્બન. તેની સામગ્રી 20% સુધી પહોંચે છે. મુખ્ય કાર્ય: બધામાં શામેલ છે;
3. હાઇડ્રોજન. તેની સાંદ્રતા 10% નું મૂલ્ય લે છે. હકીકત એ છે કે આ તત્વ કાર્બનિક પદાર્થો અને પાણીનો એક ઘટક છે તે ઉપરાંત, તે ઊર્જા પરિવર્તનમાં પણ ભાગ લે છે;
4. નાઈટ્રોજન. રકમ 3-5% થી વધુ નથી. તેની મુખ્ય ભૂમિકા એમિનો એસિડ, ન્યુક્લિક એસિડ, એટીપી, ઘણા વિટામિન્સ, હિમોગ્લોબિન, હેમોસાયનિન, હરિતદ્રવ્યની રચના છે.

આ રાસાયણિક તત્વો છે જે કોષ બનાવે છે અને સામાન્ય જીવન માટે જરૂરી મોટાભાગના પદાર્થો બનાવે છે.

મેક્રોન્યુટ્રિઅન્ટ્સનું મહત્વ

મેક્રોન્યુટ્રિઅન્ટ્સ તમને એ જણાવવામાં પણ મદદ કરશે કે કોષમાં કયા રાસાયણિક તત્વો શામેલ છે. જીવવિજ્ઞાનના અભ્યાસક્રમમાંથી તે સ્પષ્ટ થાય છે કે, મુખ્ય ઉપરાંત, 2% શુષ્ક સમૂહ સામયિક કોષ્ટકના અન્ય ઘટકોથી બનેલો છે. અને મેક્રો એલિમેન્ટ્સમાં તે શામેલ છે જેમની સામગ્રી 0.01% કરતા ઓછી નથી. તેમના મુખ્ય કાર્યો કોષ્ટક સ્વરૂપમાં રજૂ કરવામાં આવ્યા છે.

અમે આશા રાખીએ છીએ કે ઉપરોક્ત પરથી તે નક્કી કરવું મુશ્કેલ નથી કે કયા રાસાયણિક તત્વો કોષનો ભાગ છે અને મેક્રો તત્વોના છે.

સૂક્ષ્મ તત્વો

કોષના એવા ઘટકો પણ છે કે જેના વિના શરીર સામાન્ય રીતે કાર્ય કરી શકતું નથી, પરંતુ તેમની સામગ્રી હંમેશા 0.01% કરતા ઓછી હોય છે. ચાલો નક્કી કરીએ કે કયા રાસાયણિક તત્વો કોષનો ભાગ છે અને સૂક્ષ્મ તત્વોના જૂથના છે.

કાર્બનિક અને અકાર્બનિક પદાર્થો

સૂચિબદ્ધ તે ઉપરાંત, કોષની રચનામાં અન્ય કયા રાસાયણિક તત્વોનો સમાવેશ થાય છે? જવાબો ફક્ત શરીરના મોટાભાગના પદાર્થોની રચનાનો અભ્યાસ કરીને શોધી શકાય છે. તેમાંથી, કાર્બનિક અને અકાર્બનિક મૂળના અણુઓને અલગ પાડવામાં આવે છે, અને આ દરેક જૂથમાં તત્વોનો નિશ્ચિત સમૂહ હોય છે.

કાર્બનિક પદાર્થોના મુખ્ય વર્ગો પ્રોટીન, ન્યુક્લિક એસિડ, ચરબી અને કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ છે. તેઓ સંપૂર્ણપણે મૂળભૂત થી બાંધવામાં આવે છે પોષક તત્વો: પરમાણુનું હાડપિંજર હંમેશા કાર્બન દ્વારા રચાય છે, અને હાઇડ્રોજન, ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજન રેડિકલનો ભાગ છે. પ્રાણીઓમાં, પ્રબળ વર્ગ પ્રોટીન છે, અને છોડમાં, પોલિસેકરાઇડ્સ.

અકાર્બનિક પદાર્થો બધું જ છે ખનિજ ક્ષારઅને, અલબત્ત, પાણી. કોષમાં રહેલા તમામ અકાર્બનિક્સમાં, સૌથી વધુ H 2 O છે, જેમાં બાકીના પદાર્થો ઓગળી જાય છે.

ઉપરોક્ત તમામ તમને તે નક્કી કરવામાં મદદ કરશે કે કયા રાસાયણિક તત્વો કોષનો ભાગ છે, અને શરીરમાં તેમના કાર્યો હવે તમારા માટે રહસ્ય રહેશે નહીં.

જીવંત જીવોમાં રાસાયણિક તત્વોની જૈવિક ભૂમિકા

1. પર્યાવરણ અને માનવ શરીરમાં મેક્રો અને સૂક્ષ્મ તત્વો

માનવ શરીરમાં રાસાયણિક તત્વોની જૈવિક ભૂમિકા અત્યંત વૈવિધ્યપુર્ણ છે.

મેક્રો એલિમેન્ટ્સનું મુખ્ય કાર્ય પેશીઓનું નિર્માણ અને સતત જાળવણી કરવાનું છે ઓસ્મોટિક દબાણ, આયનીય અને એસિડ-બેઝ કમ્પોઝિશન.

સૂક્ષ્મ તત્વો, ઉત્સેચકો, હોર્મોન્સ, વિટામિન્સ, જટિલ એજન્ટો અથવા એક્ટિવેટર્સ તરીકે જૈવિક રીતે સક્રિય પદાર્થોનો ભાગ હોવાને કારણે, ચયાપચય, પ્રજનન પ્રક્રિયાઓ, પેશીઓના શ્વસન અને ઝેરી પદાર્થોના નિષ્ક્રિયકરણમાં સામેલ છે. માઇક્રોએલિમેન્ટ્સ હિમેટોપોઇઝિસ, ઓક્સિડેશન - ઘટાડો, રક્ત વાહિનીઓ અને પેશીઓની અભેદ્યતાની પ્રક્રિયાઓને સક્રિયપણે પ્રભાવિત કરે છે. મેક્રો- અને માઇક્રોએલિમેન્ટ્સ - કેલ્શિયમ, ફોસ્ફરસ, ફ્લોરિન, આયોડિન, એલ્યુમિનિયમ, સિલિકોન હાડકા અને દાંતની પેશીઓની રચના નક્કી કરે છે.

એવા પુરાવા છે કે માનવ શરીરમાં કેટલાક તત્વોની સામગ્રી વય સાથે બદલાય છે. આમ, કિડનીમાં કેડમિયમ અને યકૃતમાં મોલિબડેનમનું પ્રમાણ વૃદ્ધાવસ્થા સાથે વધે છે. તરુણાવસ્થા દરમિયાન ઝીંકની મહત્તમ સામગ્રી જોવા મળે છે, પછી તે ઘટે છે અને વૃદ્ધાવસ્થામાં ન્યૂનતમ સુધી પહોંચે છે. વેનેડિયમ અને ક્રોમિયમ જેવા અન્ય સૂક્ષ્મ તત્વોની સામગ્રી પણ ઉંમર સાથે ઘટતી જાય છે.

વિવિધ સૂક્ષ્મ તત્વોની ઉણપ અથવા વધુ સંચય સાથે સંકળાયેલા ઘણા રોગોની ઓળખ કરવામાં આવી છે. ફ્લોરાઈડની ઉણપથી ડેન્ટલ કેરીઝ થાય છે, આયોડિનની ઉણપ સ્થાનિક ગોઇટરનું કારણ બને છે, અને વધુ પડતી મોલિબડેનમ સ્થાનિક સંધિવાનું કારણ બને છે. આ પ્રકારના દાખલાઓ એ હકીકત સાથે સંકળાયેલા છે કે માનવ શરીર બાયોજેનિક તત્વોની શ્રેષ્ઠ સાંદ્રતાનું સંતુલન જાળવે છે - રાસાયણિક હોમિયોસ્ટેસિસ. તત્વની ઉણપ કે વધુ પડવાથી આ સંતુલન ખલેલ પહોંચવાથી વિવિધ રોગો થઈ શકે છે.

છ મુખ્ય મેક્રો તત્વો ઉપરાંત - ઓર્ગેનોજેન્સ - કાર્બન, હાઇડ્રોજન, નાઇટ્રોજન, ઓક્સિજન, સલ્ફર અને ફોસ્ફરસ, જે કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, ચરબી, પ્રોટીન અને ન્યુક્લિક એસિડ બનાવે છે, "અકાર્બનિક" મેક્રો તત્વો - કેલ્શિયમ, ક્લોરિન, મેગ્નેશિયમ, પોટેશિયમ અને તેથી. ટ્રેસ તત્વો - તાંબુ, ફ્લોરિન, આયોડિન, આયર્ન, મોલિબ્ડેનમ, જસત, અને એ પણ, સંભવતઃ (પ્રાણીઓ માટે સાબિત), સેલેનિયમ, આર્સેનિક, ક્રોમિયમ, નિકલ, સિલિકોન, ટીન, વેનેડિયમ.

આહારમાં આયર્ન, કોપર, ફ્લોરિન, જસત, આયોડિન, કેલ્શિયમ, ફોસ્ફરસ, મેગ્નેશિયમ અને કેટલાક અન્ય તત્વો જેવા તત્વોનો અભાવ માનવ સ્વાસ્થ્ય માટે ગંભીર પરિણામો તરફ દોરી જાય છે.

જો કે, તે યાદ રાખવું આવશ્યક છે કે માત્ર ઉણપ જ નહીં, પણ પોષક તત્ત્વોની વધુ પડતી પણ શરીર માટે હાનિકારક છે, કારણ કે રાસાયણિક હોમિયોસ્ટેસિસ વિક્ષેપિત થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે વધુ પડતું મેંગેનીઝ ખોરાક સાથે લેવામાં આવે છે, ત્યારે પ્લાઝ્મામાં કોપરનું સ્તર વધે છે (Mn અને Cuનું સિનર્જિઝમ), અને કિડનીમાં તે ઘટે છે (વિરોધી). ખોરાકમાં મોલીબડેનમની સામગ્રીમાં વધારો થવાથી યકૃતમાં કોપરની માત્રામાં વધારો થાય છે. ખોરાકમાં વધુ પડતી ઝીંક આયર્ન ધરાવતા ઉત્સેચકોની પ્રવૃત્તિમાં અવરોધનું કારણ બને છે (Zn અને Fe નો વિરોધી).

ખનિજ ઘટકો, જે નજીવી માત્રામાં મહત્વપૂર્ણ છે, તે વધુ સાંદ્રતામાં ઝેરી બની જાય છે.

સંખ્યાબંધ તત્વો (ચાંદી, પારો, સીસું, કેડમિયમ, વગેરે) ઝેરી માનવામાં આવે છે, કારણ કે શરીરમાં સૂક્ષ્મ જથ્થામાં તેમનો પ્રવેશ ગંભીર રોગવિજ્ઞાનવિષયક ઘટના તરફ દોરી જાય છે. રાસાયણિક મિકેનિઝમકેટલાક ટ્રેસ ઘટકોની ઝેરી અસરો નીચે ચર્ચા કરવામાં આવશે.

બાયોજેનિક તત્વોનો કૃષિમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. બોરોન, કોપર, મેંગેનીઝ, ઝીંક, કોબાલ્ટ, મોલીબ્ડેનમ - જમીનમાં થોડી માત્રામાં સૂક્ષ્મ તત્વો ઉમેરવાથી ઘણા પાકોની ઉપજ નાટ્યાત્મક રીતે વધે છે. તે તારણ આપે છે કે સૂક્ષ્મ તત્વો, છોડમાં ઉત્સેચકોની પ્રવૃત્તિમાં વધારો કરીને, પ્રોટીન, વિટામિન્સ, ન્યુક્લિક એસિડ્સ, શર્કરા અને સ્ટાર્ચના સંશ્લેષણને પ્રોત્સાહન આપે છે. કેટલાક રાસાયણિક તત્વો પ્રકાશસંશ્લેષણ પર હકારાત્મક અસર કરે છે, છોડના વિકાસ અને વિકાસને વેગ આપે છે અને બીજ પાકે છે. તેમની ઉત્પાદકતા વધારવા માટે પ્રાણીઓના ખોરાકમાં સૂક્ષ્મ તત્વો ઉમેરવામાં આવે છે.

વ્યાપક ઉપયોગ વિવિધ તત્વોઅને દવાઓ તરીકે તેમના સંયોજનો.

આમ, રાસાયણિક તત્વોની જૈવિક ભૂમિકાનો અભ્યાસ, આ તત્વો અને અન્ય જૈવિક રીતે સક્રિય પદાર્થો - ઉત્સેચકો, હોર્મોન્સ, વિટામિન્સ વચ્ચેના સંબંધને સ્પષ્ટ કરીને, નવા તત્વોની રચનામાં ફાળો આપે છે. દવાઓઅને ઉપચારાત્મક અને પ્રોફીલેક્ટીક હેતુઓ બંને માટે શ્રેષ્ઠ ડોઝ રેજીમેન્સનો વિકાસ.

તત્વોના ગુણધર્મો અને ખાસ કરીને, તેમની જૈવિક ભૂમિકાનો અભ્યાસ કરવાનો આધાર D.I.નો સામયિક કાયદો છે. મેન્ડેલીવ. ભૌતિક રાસાયણિક ગુણધર્મો, અને પરિણામે, તેમની શારીરિક અને રોગવિજ્ઞાનવિષયક ભૂમિકા, D.I ના સામયિક કોષ્ટકમાં આ તત્વોની સ્થિતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. મેન્ડેલીવ.

એક નિયમ તરીકે, અણુઓના પરમાણુ ચાર્જમાં વધારો સાથે, આપેલ જૂથના તત્વોની ઝેરીતા વધે છે અને શરીરમાં તેમની સામગ્રી ઘટે છે. સામગ્રીમાં ઘટાડો દેખીતી રીતે એ હકીકતને કારણે છે કે ઘણા તત્વોમાં મોટા પરમાણુને કારણે લાંબા સમયગાળો હોય છે અને આયનીય ત્રિજ્યા, ઉચ્ચ કોર ચાર્જ, જટિલતા ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકનો, ઓછી દ્રાવ્યતા સંયોજનો જીવંત સજીવો દ્વારા નબળી રીતે શોષાય છે. માં શરીરમાં નોંધપાત્ર માત્રામાંપ્રકાશ તત્વો સમાવે છે.

મેક્રોએલિમેન્ટ્સમાં પ્રથમ (હાઈડ્રોજન), ત્રીજા (સોડિયમ, મેગ્નેશિયમ) અને ચોથા (પોટેશિયમ, કેલ્શિયમ) સમયગાળાના એસ-તત્વો તેમજ બીજા (કાર્બન, નાઇટ્રોજન, ઓક્સિજન) અને ત્રીજા (ફોસ્ફરસ, સલ્ફર) ના પી-તત્વોનો સમાવેશ થાય છે. ક્લોરિન) સમયગાળો. તે બધા મહત્વપૂર્ણ છે. પ્રથમ ત્રણ સમયગાળા (Li, B, Al, F) ના બાકીના મોટાભાગના s- અને p- તત્વો શારીરિક રીતે સક્રિય છે, s- અને p- તત્વો લાંબા સમયગાળો(n>4) ભાગ્યે જ બદલી ન શકાય તેવું કાર્ય કરે છે. અપવાદ એ s-તત્વો છે - પોટેશિયમ, કેલ્શિયમ, આયોડિન. ચોથા અને પાંચમા સમયગાળાના કેટલાક s- અને p- તત્વો - સ્ટ્રોન્ટીયમ, આર્સેનિક, સેલેનિયમ, બ્રોમિન - શારીરિક રીતે સક્રિય તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

ડી-તત્વોમાં, મુખ્યત્વે ચોથા સમયગાળાના તત્વો મહત્વપૂર્ણ છે: મેંગેનીઝ, આયર્ન, જસત, તાંબુ, કોબાલ્ટ. તાજેતરમાં, તે સ્થાપિત થયું છે કે આ સમયગાળાના કેટલાક અન્ય ડી-તત્વોની શારીરિક ભૂમિકા નિર્વિવાદ છે: ટાઇટેનિયમ, ક્રોમિયમ, વેનેડિયમ.

પાંચમા અને છઠ્ઠા સમયગાળાના d-તત્વો, મોલીબડેનમના અપવાદ સાથે, ઉચ્ચારણ હકારાત્મક શારીરિક પ્રવૃત્તિ દર્શાવતા નથી. મોલિબ્ડેનમ એ સંખ્યાબંધ રેડોક્સ ઉત્સેચકોનો ભાગ છે (ઉદાહરણ તરીકે, ઝેન્થાઇન ઓક્સાઇડ, એલ્ડીહાઇડ ઓક્સિડેઝ) અને બાયોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

2. જીવંત જીવો માટે ભારે ધાતુઓની ઝેરી અસરના સામાન્ય પાસાઓ

સ્થિતિ આકારણી સાથે સંકળાયેલ સમસ્યાઓનો વ્યાપક અભ્યાસ કુદરતી વાતાવરણદર્શાવે છે કે ઇકોલોજીકલ સિસ્ટમ્સમાં પરિવર્તનના કુદરતી અને માનવજાત પરિબળો વચ્ચે સ્પષ્ટ સીમા દોરવી ખૂબ જ મુશ્કેલ છે. તાજેતરના દાયકાઓઅમને તેની ખાતરી કરી. કે કુદરત પર માનવીય પ્રભાવ માત્ર તેને સીધું, સરળતાથી ઓળખી શકાય તેવું નુકસાન જ નથી કરતું, પરંતુ ઘણી બધી નવી, ઘણીવાર છુપાયેલી પ્રક્રિયાઓનું પણ કારણ બને છે જે પર્યાવરણને રૂપાંતરિત અથવા નાશ કરે છે. બાયોસ્ફિયરમાં કુદરતી અને એન્થ્રોપોજેનિક પ્રક્રિયાઓ જટિલ સંબંધ અને પરસ્પર નિર્ભરતામાં છે. ઠીક છે, ચાલો જઈએ રાસાયણિક પરિવર્તન, ઝેરી પદાર્થોની રચના તરફ દોરી જાય છે, જે આબોહવા, સ્થિતિથી પ્રભાવિત થાય છે માટી આવરણ, પાણી, હવા, કિરણોત્સર્ગી સ્તર, વગેરે. વર્તમાન પરિસ્થિતિઓમાં, જ્યારે ઇકોસિસ્ટમના રાસાયણિક પ્રદૂષણની પ્રક્રિયાઓનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે, ત્યારે કુદરતી શોધવાની સમસ્યા ઊભી થાય છે, મુખ્યત્વે કુદરતી પરિબળો, અમુક રાસાયણિક તત્વો અથવા સંયોજનોની સામગ્રીના સ્તરને કારણે. આ સમસ્યાનો ઉકેલ લાંબા ગાળાના માધ્યમથી જ શક્ય છે વ્યવસ્થિત અવલોકનોબાયોસ્ફિયરના ઘટકોની સ્થિતિ પર, તેમાં રહેલા વિવિધ પદાર્થોની સામગ્રી પર, એટલે કે, પર્યાવરણીય દેખરેખના આધારે.

પ્રદૂષણ પર્યાવરણભારે ધાતુઓ સુપરટોક્સિકન્ટ્સના પર્યાવરણીય-વિશ્લેષણાત્મક દેખરેખ સાથે સીધી રીતે સંબંધિત છે, કારણ કે તેમાંના ઘણા ટ્રેસ માત્રામાં પણ ઉચ્ચ ઝેરીતા દર્શાવે છે અને જીવંત સજીવોમાં ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવામાં સક્ષમ છે.

ભારે ધાતુઓ સાથે કુદરતી વાતાવરણના પ્રદૂષણના મુખ્ય સ્ત્રોતોને કુદરતી (કુદરતી) અને કૃત્રિમ (એન્થ્રોપોજેનિક) માં વિભાજિત કરી શકાય છે. કુદરતી જ્વાળામુખી ફાટી નીકળવો સમાવેશ થાય છે ધૂળના તોફાનો, જંગલ અને મેદાનની આગ, દરિયાઈ ક્ષાર, પવન, વનસ્પતિ વગેરે દ્વારા ઉછરેલા. પ્રદૂષણના કુદરતી સ્ત્રોતો કાં તો વ્યવસ્થિત, એકસમાન, અથવા ટૂંકા ગાળાના સ્વયંસ્ફુરિત છે અને, નિયમ પ્રમાણે, તેની પર ઓછી અસર પડે છે. સામાન્ય સ્તરપ્રદૂષણ મુખ્ય અને સૌથી વધુ ખતરનાક સ્ત્રોતોભારે ધાતુઓ સાથેનું પ્રકૃતિનું પ્રદૂષણ એંથ્રોપોજેનિક છે.

બાયોસ્ફિયરમાં ધાતુઓની રસાયણશાસ્ત્ર અને તેમના બાયોકેમિકલ ચક્રનો અભ્યાસ કરવાની પ્રક્રિયામાં, તેઓ ફિઝિયોલોજીમાં ભજવે છે તે દ્વિ ભૂમિકા પ્રગટ થાય છે: એક તરફ, મોટાભાગની ધાતુઓ જીવનના સામાન્ય માર્ગ માટે જરૂરી છે; બીજી બાજુ, એલિવેટેડ સાંદ્રતામાં તેઓ ઉચ્ચ ઝેરીતા દર્શાવે છે, એટલે કે, તેમની પાસે ખરાબ પ્રભાવજીવંત જીવોની સ્થિતિ અને પ્રવૃત્તિ પર. તત્વોની જરૂરી અને ઝેરી સાંદ્રતા વચ્ચેની સીમા ખૂબ જ અસ્પષ્ટ છે, જે પર્યાવરણ પર તેમની અસરનું વિશ્વસનીય મૂલ્યાંકન કરવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે. કેટલી માત્રામાં કેટલીક ધાતુઓ ખરેખર જોખમી બની જાય છે તે માત્ર તે કેટલી માત્રામાં ઇકોસિસ્ટમને પ્રદૂષિત કરે છે તેના પર આધાર રાખે છે, પણ રાસાયણિક લક્ષણોતેમનું બાયોકેમિકલ ચક્ર. કોષ્ટકમાં 1 માટે ધાતુઓની દાઢ ઝેરીતાની શ્રેણી બતાવે છે વિવિધ પ્રકારોજીવંત જીવો.

કોષ્ટક 1. ધાતુઓની દાઢ ઝેરીતાનો પ્રતિનિધિ ક્રમ

ઓર્ગેનિઝમ ટોક્સિસિટી શ્રેણી AlgaeNg>Сu>Сd>Fe>Сr>Zn>Со>Мn ફૂગ >Сu >Zn > Pb> CdFishAg>Hg>Cu>Pb>Cd>Al>Zn>Ni>Cr>Co >Mn>>SrMammalsAg, Hg, Cd> Cu, Pb, Sn, Be>> Mn, Zn, Ni , Fe , Сr >> Sr >Сs, Li, Al

દરેક પ્રકારના સજીવ માટે, ડાબેથી જમણે કોષ્ટકની હરોળમાં ધાતુઓનો ક્રમ વધારો દર્શાવે છે. દાળ જથ્થોઝેરી અસર થવા માટે જરૂરી ધાતુ. ન્યૂનતમ દાઢ મૂલ્ય સૌથી વધુ ઝેરી ધાતુનો સંદર્ભ આપે છે.

વી.વી. કોવલ્સ્કીએ, જીવન માટેના તેમના મહત્વના આધારે, રાસાયણિક તત્વોને ત્રણ જૂથોમાં વિભાજિત કર્યા:

શરીરમાં સતત સમાવિષ્ટ મહત્વપૂર્ણ (ન બદલી ન શકાય તેવા) તત્વો (એન્ઝાઇમ્સ, હોર્મોન્સ અને વિટામિન્સ): H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, C, I, Mn, Cu, Co, Fe, Mo, V. તેમની ઉણપ માનવીઓ અને પ્રાણીઓની સામાન્ય કામગીરીમાં વિક્ષેપ તરફ દોરી જાય છે.

કોષ્ટક 2. કેટલાક મેટાલોએન્ઝાઇમ્સની લાક્ષણિકતાઓ - બાયોઇનોર્ગેનિક સંકુલ

મેટલ એન્ઝાઇમ સેન્ટ્રલ એટમ લિગાન્ડ એન્ઝાઇમ એકાગ્રતાનું ઑબ્જેક્ટ એન્ઝાઇમ ક્રિયા કાર્બોનિક એનહાઇડ્રેઝ Zn (II) એમિનો એસિડ અવશેષો લાલ રક્ત કોશિકાઓ ઉલટાવી શકાય તેવા હાઇડ્રેશનને ઉત્પ્રેરિત કરે છે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ: CO 2+એચ 2O↔H 2CO 3↔એચ ++VAT 3કાર્બોસ્કી પેપ્ટીડેઝ Zn (II) એમિનો એસિડ અવશેષો સ્વાદુપિંડ, યકૃત, આંતરડા પ્રોટીનના પાચનને ઉત્પ્રેરિત કરે છે, પેપ્ટાઇડ બોન્ડના હાઇડ્રોલિસિસમાં ભાગ લે છે: આર 1CO-NH-R 2+એચ 2O↔R 1-COOH+R 2એન.એચ. 2CatalaseFe (III)એમિનો એસિડ અવશેષો, હિસ્ટીડિન, ટાયરોસિન બ્લડ હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડની વિઘટન પ્રતિક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે: 2H 2વિશે 2= 2એચ 2ઓ + ઓ 2PeroxidaseFe(III)પ્રોટીન પેશી, સબસ્ટ્રેટનું રક્ત ઓક્સિડેશન (RH 2) હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ: RH 2+એચ 2ઓ 2= R + 2H 2OxyreductaseCu(II)એમિનો એસિડ અવશેષો હૃદય, યકૃત, કિડની મોલેક્યુલર ઓક્સિજન: 2એચ 2R+O 2= 2R + 2H 2O Pyruvate carboxylase Mn (II) પેશી પ્રોટીન લીવર, થાઇરોઇડ ગ્રંથિ હોર્મોન્સની અસરોને વધારે છે. પાયરુવિક એસિડ સાથે કાર્બોક્સિલેશનની પ્રક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે Aldehyde oxidase Mo (VI) પેશી પ્રોટીન લીવર એલ્ડીહાઇડ્સના ઓક્સિડેશનમાં ભાગ લે છે Ribonucleotide reductase Co (II) ટીશ્યુ પ્રોટીન લીવર રિબોન્યુક્લીક એસિડના જૈવસંશ્લેષણમાં ભાગ લે છે.

• શરીરમાં સતત રહેલા અશુદ્ધ તત્વો: Ga, Sb, Sr, Br, F, B, Be, Li, Si, An, Cs, Al, Ba, Ge, As, Rb, Pb, Ra, Bi, Cd, Cr, Ni, Ti, Ag, Th, Hg, U, Se. તેમની જૈવિક ભૂમિકા નબળી રીતે સમજાય છે અથવા અજાણ છે.
• શરીરમાં અશુદ્ધતા તત્વો Sc, Tl, In, La, Pr, Sm, W, Re, Tb, વગેરે. જથ્થા પરનો ડેટા અને જૈવિક ભૂમિકાસ્પષ્ટ નથી.
• કોષ્ટક સંખ્યાબંધ મેટાલોએન્ઝાઇમ્સની લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે, જેમાં Zn, Fe, Cu, Mn, Mo જેવી મહત્વપૂર્ણ ધાતુઓનો સમાવેશ થાય છે.
• જીવંત પ્રણાલીઓમાં તેમની વર્તણૂકના આધારે, ધાતુઓને 5 પ્રકારોમાં વહેંચી શકાય છે:
• - જરૂરી તત્વો, જેનો અભાવ શરીરમાં કાર્યાત્મક વિકૃતિઓનું કારણ બને છે;
• - ઉત્તેજક (શરીર માટે જરૂરી અને બિનજરૂરી બંને ધાતુઓ ઉત્તેજક તરીકે કાર્ય કરી શકે છે);
• નિષ્ક્રિય તત્વો કે જે ચોક્કસ સાંદ્રતામાં, હાનિકારક હોય છે અને શરીર પર કોઈ અસર કરતા નથી (ઉદાહરણ તરીકે, સર્જિકલ પ્રત્યારોપણ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતી નિષ્ક્રિય ધાતુઓ):
• દવામાં વપરાતા રોગનિવારક એજન્ટો;
• ઝેરી તત્વો, ઉચ્ચ સાંદ્રતા પર જે બદલી ન શકાય તેવી કાર્યાત્મક વિકૃતિઓ અને શરીરના મૃત્યુ તરફ દોરી જાય છે.
• એકાગ્રતા અને સંપર્કના સમયના આધારે, ધાતુ સૂચવેલા પ્રકારોમાંથી એકમાં કાર્ય કરી શકે છે.
• આકૃતિ 1 ધાતુના આયનોની સાંદ્રતા પર શરીરની સ્થિતિની અવલંબનનું આકૃતિ દર્શાવે છે. ડાયાગ્રામમાં નક્કર વળાંક તાત્કાલિક હકારાત્મક પ્રતિભાવ, શ્રેષ્ઠ સ્તર અને જરૂરી તત્વના સાંદ્રતા મૂલ્યો મહત્તમ પસાર થયા પછી હકારાત્મક અસરના નકારાત્મકમાં સંક્રમણનું વર્ણન કરે છે. ઉચ્ચ સાંદ્રતા પર, જરૂરી ધાતુ ઝેરી બની જાય છે.
• ડોટેડ વળાંક એ ધાતુના જૈવિક પ્રતિભાવને દર્શાવે છે જે શરીર માટે ઝેરી છે અને તેમાં જરૂરી અથવા ઉત્તેજક તત્વની અસર નથી. આ વળાંક કેટલાક વિલંબ સાથે થાય છે, જે ઝેરી પદાર્થ (થ્રેશોલ્ડ સાંદ્રતા) ની થોડી માત્રામાં "પ્રતિક્રિયા ન કરવા" માટે જીવંત જીવની ક્ષમતા સૂચવે છે.
• આકૃતિ દર્શાવે છે કે આવશ્યક તત્વો વધુ માત્રામાં ઝેરી બની જાય છે. પ્રાણી અને માનવ શરીર હોમિયોસ્ટેસિસ નામની શારીરિક પ્રક્રિયાઓના સમૂહ દ્વારા શ્રેષ્ઠ શ્રેણીમાં તત્વોની સાંદ્રતાને જાળવી રાખે છે. અપવાદ વિના તમામ આવશ્યક ધાતુઓની સાંદ્રતા હોમિયોસ્ટેસિસના કડક નિયંત્રણ હેઠળ છે.

• ફિગ. 1 ધાતુની સાંદ્રતા પર આધાર રાખીને જૈવિક પ્રતિભાવ. ( પરસ્પર વ્યવસ્થાએકાગ્રતા સ્કેલને શરતી રીતે સંબંધિત બે વણાંકો)
• મેટલ ટોક્સિસીટી આયન પોઈઝનીંગ
• વિશેષ રસમાનવ શરીરમાં રાસાયણિક તત્વોની સામગ્રીનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. માનવ અવયવો વિવિધ રાસાયણિક તત્વોને જુદી જુદી રીતે કેન્દ્રિત કરે છે, એટલે કે, મેક્રો- અને સૂક્ષ્મ તત્વો વિવિધ અવયવો અને પેશીઓ વચ્ચે અસમાન રીતે વિતરિત થાય છે. મોટાભાગના સૂક્ષ્મ તત્વો (શરીરમાં સામગ્રી 10 ની અંદર છે -3-10-5%) યકૃત, હાડકા અને માં એકઠા થાય છે સ્નાયુ પેશી. આ કાપડ ઘણી ધાતુઓ માટે મુખ્ય ડેપો છે.
• તત્વો ચોક્કસ અંગો માટે ચોક્કસ આકર્ષણ પ્રદર્શિત કરી શકે છે અને ઉચ્ચ સાંદ્રતામાં તેમાં સમાયેલ હોઈ શકે છે. તે જાણીતું છે કે ઝીંક સ્વાદુપિંડમાં કેન્દ્રિત છે, થાઇરોઇડ ગ્રંથિમાં આયોડિન, વેનેડિયમ, એલ્યુમિનિયમ અને આર્સેનિક સાથે, વાળ અને નખમાં સંચિત થાય છે, કેડમિયમ, પારો, મોલિબડેનમ - કિડનીમાં, આંતરડાની પેશીઓમાં ટીન, સ્ટ્રોન્ટિયમમાં - પ્રોસ્ટેટ ગ્રંથિ, હાડકાની પેશી, કફોત્પાદક ગ્રંથિમાં મેંગેનીઝ વગેરે. શરીરમાં, સૂક્ષ્મ તત્વો બંનેમાં મળી શકે છે બંધાયેલ રાજ્ય, અને મફત આયનીય સ્વરૂપોના સ્વરૂપમાં. તે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું છે કે મગજની પેશીઓમાં એલ્યુમિનિયમ, તાંબુ અને ટાઇટેનિયમ પ્રોટીન સાથે સંકુલના સ્વરૂપમાં છે, જ્યારે મેંગેનીઝ આયનીય સ્વરૂપમાં છે.
• શરીરમાં તત્વોની વધુ સાંદ્રતાના સેવનના પ્રતિભાવમાં, સજીવ ચોક્કસ ડિટોક્સિફિકેશન મિકેનિઝમ્સની હાજરીને કારણે પરિણામી ઝેરી અસરને મર્યાદિત અથવા દૂર કરવામાં સક્ષમ છે. મેટલ આયનોના સંબંધમાં ડિટોક્સિફિકેશનની ચોક્કસ પદ્ધતિઓ હાલમાં સારી રીતે સમજી શકાતી નથી. શરીરમાં ઘણી ધાતુઓ નીચેની રીતે ઓછા હાનિકારક સ્વરૂપોમાં રૂપાંતરિત થઈ શકે છે:
• આંતરડાના માર્ગમાં અદ્રાવ્ય સંકુલની રચના;
• રક્ત સાથે ધાતુનું અન્ય પેશીઓમાં પરિવહન, જ્યાં તેને સ્થિર કરી શકાય છે (જેમ કે Pb+2 હાડકામાં);